автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Теоретические и экспериментальные исследования процессов уплотнения катками грунтов и асфальтобетонных смесей

На правах рукописи

ЗАХАРЕНКО АНАТОЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ УПЛОТНЕНИЯ КАТКАМИ ГРУНТОВ И АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Омск - 2005

Работа выполнена в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ)

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

В.Б.Пермяков.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Э.А.Абраменков (НГАСУ); доктор технических наук, профессор Э.Н.Кузин (ОАО «ВНИИСтройДорМаш»); доктор технических наук, профессор П.И.Никулин; (ВГАСУ); Ведущая организация - Рыбинский завод дорожных машин

ЗАО «Раскат»

Зашита состоится 12 января 2006 г. в 14°° час. на заседании диссертационного совета ВАК Р.Ф.Д212.250.02 при Сибирской государственной автомобильно -дорожной академии (СибАДИ) по адресу: 644080. Омск. пр.Мира 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирской государственной автомобильно - дорожной академии (СибАДИ). Отзывы в двух экземплярах, с подписью заверенной печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Тел./факс (381-2)65-03-23,65-07-55

Автореферат разослан ^декабря 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ^зэ?

доктор технических наук / С.В.Корнеев.

¿оое-%

11 б№1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В строительстве автомобильных дорог процесс уплотнения является одним из наиболее важных. Достигнутый коэффициент уплотнения комплексно определяет прочность и устойчивость всего сооружения к усиливающемуся негативному воздействию эксплуатационных и природно-климатических факторов. Поэтому требования к уплотнению становятся жестче, что, в свою очередь, стимулирует развитие теоретических исследований в этом направлении и совершенствование на их основе конструкций дорожных катков. Прогресс в конструкциях катков сдерживается следующей проблемной ситуацией, возникшей в развитии теории уплотнения. Недостаточно (для статической укатки), либо полностью отсутствуют (для вибрационной) значения характеристик уплотнения дорожно-строительных материалов, закономерности их изменения в ходе укатки и методики определения. Это предел текучести, модуль деформации, угол внутреннего трения, сцепление, коэффициенты сопротивления качению и сцепления. Вальцы катка создают не только нормальные, но и касательные к поверхности материала усилия. Их совместное воздействие на материал с точки зрения повышения эффективности уплотнения изучено недостаточно. Существующие методики расчета параметров и конструкции катков не предусматривают регулирования в ходе укатки уплотняющих и касательных усилий. Таким образом, в процессе уплотнения нарушается соответствие параметров катка и характеристик уплотнения материала. Известные сегодня средства контроля уплотнения регистрируют только одну из его основных характеристик, например деформацию, или напряжение. Либо характеристику, связанную с уплотнением лишь косвенно, например виброускорение вальца при отскоке от поверхности материала. Это является причиной значительных по-

грешностей и не позволяет судить об . Уста-

кис. НАЦИОНАЛЫ!', , БИБЛИОТЕКА I

кис. НАЦИОНАЛЫ!',

новлено, что ведущий и ведомый вальцы по-разному взаимодействуют с материалом, однако существующие методики расчета это не учитывают. В строительстве широко используются тонкие слои материалов, но при этом до сих пор не определено, какой слой для катка является тонким и как взаимосвязаны с минимальной толщиной его параметры и характеристики уплотнения материала. Созданные на основе традиционных физических эффектов (сила тяжести, вибрация, удар), катки подошли к пределу своего развития по габаритно - массовым характеристикам и энерговооруженности. Эксплуатация таких машин ощутимо удорожает возводимые объекты. Дальнейший прогресс становится невозможным без осмысления сложившейся ситуации и выбора направлений совершенствования конструкций катков. Необходим поиск новых, нетрадиционных для уплотнения физических эффектов. Таким образом, развитие теории уплотнения и конструкций дорожных катков является весьма актуальной проблемой.

Целью исследования является теоретическое и экспериментальное обоснование параметров и режимов работы дорожных катков.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности изменения в процессе уплотнения характеристик применяемых материалов;

- разработать классификацию направлений совершенствования конструкций уплотняющих средств;

- теоретически обосновать и использовать нетрадиционные для уплотнения дорожно-строительных материалов физические эффекты (текучесть материала под действием нормальных и касательных напряжений, электроосмос);

- теоретически и" экспериментально исследовать взаимодействие ве-

домого и ведущего вальцов катка с уплотняемым материалом, выявить недостатки существующих конструкций и методик расчетов их параметров;

- предложить конструкции перспективных катков и методики расчета их параметров, а также усовершенствовать существующие, с учетом изменяющихся при уплотнении характеристик материала;

- теоретически обосновать конструкцию устройства контроля уплотнения, позволяющую оценить напряженно-деформированное состояние материала и исследовать его характеристики;

- изготовить опытные образцы перспективных катков на ведущих заводах страны, провести испытания с целью подтверждения разработанных теоретических положений.

Объект исследования. Конструкторско-технологическая система «дорожный каток-уплотняемый материал».

Предмет исследования. Закономерности взаимодействия вальцов катка с уплотняемым материалом.

Методологическая база исследований. Законы физики, математики, теоретической механики, механики грунтов, вязкопластических и не вполне упругих тел. Фундаментальные положения теорий колесного движителя и дорожно-строительных материалов. Методы статистической обработки результатов исследований и решения изобретательских задач.

Достоверность теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментальных работ в лабораторных и производственных условиях, проведенных с использованием современного оборудования, адекватностью результатов теоретических и экспериментальных исследований (погрешность составляет 12-16%), сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.

Научная новизна:

- созданы методы расчета, предложены методики экспериментально-

го определения и установлены изменяющиеся в ходе достижения нормативной плотности значения характеристик статического и вибрационного уплотнения (от, Е, £ <р, р, С) материалов;

- разработана классификация направлений совершенствования конструкций средств уплотнения;

- теоретически обоснованы и применяются нетрадиционные для уплотнения физические эффекты (текучесть материала под действием нормальных и касательных напряжений, электроосмос);

- созданы конструкции перспективных катков и методики расчета их параметров, а также усовершенствованы существующие, с применением найденных эффектов и с учетом характера взаимодействия вальца (ведущий, ведомый) с уплотняемым материалом;

- предложен новый принцип и разработана новая конструкция устройства, оценивающего напряженно-деформированное состояние для исследования характеристик процесса уплотнения материала и его контроля.

Практическая значимость исследований заключается в следующем:

- усовершенствованы методы расчета, методики экспериментального определения и установлены изменяющиеся в ходе уплотнения характеристики материалов (от, Е, £ <р, р, С), необходимые при выборе параметров катков;

- применены нетрадиционные для уплотнения физические эффекты, повышающие его эффективность;

- созданы конструкции перспективных катков, позволяющих интенсифицировать процесс уплотнения;

- разработаны методики расчета их основных параметров и усовершенствованы существующие;

- разработана новая конструкция устройства для определения характеристик процесса уплотнения и их контроля.

Личный вклад автора заключается в формулировании идеи работы и ее цели, в выполнении теоретических и большей части экспериментальных исследований, анализе и обобщении их результатов; в руководстве и непосредственном участии во внедрении в производство разработанных конструкций катков и устройств.

Автор защищает методы теоретического расчета и методики экспериментального определения значений характеристик процесса уплотнения дорожно-строительных материалов;

- предложенные нетрадиционные для уплотнения физические эффекты и теоретические основы их применения;

- значения нормальных и касательных напряжений и соответствующих им деформаций, обеспечивающих эффект текучести материала при уплотнении;

- условие эффективного деформирования уплотняемого материала касательными напряжениями, устанавливающее их связь с соответствующими пределами текучести и прочности;

- обоснование величины потенциала внешнего электрического поля для осуществления электроосмоса при уплотнении связных грунтов;

- методики расчета и конструкции перспективных катков;

- новый принцип, оценивающий напряженно-деформированное состояние материала, для исследования характеристик процесса уплотнения и его контроля.

Реализация результатов исследований. Опытные образцы катков, саморегулирующих свои уплотняющие давления были внедрены в «Сибаг-ропромдортехцентре» в г. Омске 1987-1991. Это прицепные катки с прерывистой рабочей поверхностью для укатки грунтов и щебня (2 шт.), а также самоходные катки для укатки асфальтобетонных смесей на базе ДУ-47А и ДУ-25А (3 шт.). Прицепной каток с прерывистой рабочей

поверхностью для укатки грунта, изготовленный в опытном производстве ОАО «ЦНИИС», эксплуатировался на строительстве МКАД. Самоходный каток для укатки грунта, саморегулирующий свои уплотняющие давления с бочкообразным вальцом на базе тяжелого катка ДУ-58, был изготовлен и испытан в мае 2004 г совместно с ГУП «Алтайавтодор» и ДРСУ-4 «Омскавтодор». В двух вариантах аналогичный каток ДУ-107 для уплотнения асфальтобетонных смесей в декабре 2004г изготовлен ЗАО «Раскат» - ведущим производителем уплотняющей техники России. Первый вариант с бочкообразным ведущим вибрационным неуправляемым вальцом, второй - с бочкообразным статическим управляемым вальцом. В настоящее время ЗАО «Раскат» также ведется изготовление опытного образца вибрационного гидрошинного катка. По результатам исследований автора ООО «ЧТЗ - УралТрак» ведет изготовление опытных образцов тяжелых катков: самоходного модернизированного ВК-24М и прицепного челночного для укатки скального, связного и несвязного грунтов. Методики расчета параметров катков внедрены ЗАО «Раскат» и ООО «ЧТЗ - УралТрак». Методики расчета модулей деформации и упругости уплотненного слоя на основе экспериментально определенной длины дуги контакта вальца и материала внедрены в ОАО «Иркутский ГипроДорНИИ».

Некоторые результаты исследования процесса уплотнения асфальтобетонных смесей приведены во всесоюзных нормативно-технических рекомендациях, развивающих СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги. Основные положения работы применяются в курсовом, дипломном проектировании, чтении лекций.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на областной научно-технической конференции «Совершенствование технологических процессов приготовления дорожной продукции» (Ростов - на - Дону, 1985 г); на «Первом Центрально-Азиатском геотехническом симпозиуме» (Астана, 2000г); на Всероссийских конференциях по

научному сопровождению строительства автомобильной дороги «Чита -Хабаровск» (Иркутск, 2001, 2002 гг.); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения надежности и долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений на них» (Барнаул, 2003г); на Международной геотехнической конференции, посвященной году РФ в Казахстане (Алма-Ата, 2004г); на второй международной научно-практической конференции КАДУ «Автомобильные дороги и транспортные машины: проблемы и перспективы развития» (Алма-Ата, 2004г); на международной научно-технической конференции «Ин-терстроймех - 2004» (в Воронеже); на пятой международной научно-технической конференции «Механика грунтов, геотехника и фундаменто-строение» (Одесса, 2004г); на ежегодных научно-технических конференциях СибАДИ (1997-2004); на заседаниях научно-технических советов: ЗАО «Раскат» (Рыбинск, 2001-2004гг.) и ООО «ЧТЗ -УралТрак» (Челябинск, 2003-2004 гг.), ФГУП «СоюзДорНИИ» (Балашиха, 2003-2004 гг.); на заседаниях объединенного семинара кафедр «Технология и механизация строительства», «Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия» Алтайского государственного технического университета (Барнаул, 2003-2004 гг.).

Публикации. Из 56 опубликованных работ, основные положения диссертации отражены в 45, включая: статьи в центральных журналах -17; а. с. и патенты - 12; депонированные статьи - 2; доклады на международных конференциях - 7; всесоюзные рекомендации -1; отчет о НИР - 6.

Структура и объем диссертации. Работа содержит: введение, 5 глав, выводы и рекомендации. Изложена на 320 страницах машинописного текста, включает 81 рисунок, 29 таблиц, список литературы 224 наименования и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, кратко изложены направления исследований, позволяющие решить поставленную проблему. Обсуждается современное положение дел в теоретических исследованиях процесса уплотнения и конструкциях дорожных катков. Формулируется общая цель работы. Изучению рабочих процессов уплотняющих машин посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: А.И.Анохина, Ю.Я. Андрейченко, В.Ф. Бабкова, В.И. Баловнева, О.Т. Батракова, А.К. Би-рули, М.Г. Беккера, К. Бонашека, В.В. Бадалова, H.H. Вощинина, Ю.М. Васильева, С.А. Варганова, Я, Вонга, Л. Визи, Н.В. Горелышева, A.A. Зайцева, A.A. Иноземцева, H.H. Иванова, С.Н. Иванченко, Я.А. Калужского, Э.Н. Кузина, М.П. Костельова, Г.В. Кустарева, М.Н. Летошнева, Ю.М. Львовича, Д.К. Ломанова, B.C. Марышева, А.Г. Маслова, Т. Маршалла, И.А. Недорезова, Л. Нижбойера, В.Б. Пермякова, А.И. Путка, С.Б. Партнова, В.А. Смоленцевой, Д.Г. Суворова, И. Симона, H.A. Ульянова, М.И. Фомина, Н. Форсблада, Н.Я. Хархуты, A.M. Холодова, А. Холла, H.A. Цытовича, Я. Чивдберга, A.A. Шестопалова и др.

Результаты их работ воплощены в конструкциях катков. Однако в настоящее время в уплотнении сложилась проблемная ситуация требующая своего разрешения.

В первой главе проанализированы существующие исследования процесса уплотнения дорожно-строительных материалов, рассмотрена физическая картина уплотнения, конструкции дорожных катков. Изучен контроль процесса уплотнения и его характеристики. Отмечены основные недостатки, сформулированы проблемы, общая цель работы и задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию характеристик статического и вибрационного уплотнения горячих мелкозернистых и песчаной асфальтобетонных смесей, скального, связного и несвязного грунтов от све-

жеотсыпаного состояния до нормативной плотности. Изучена зависимость сопротивления деформированию уплотняемых материалов от направления приложенного усилия. Описаны методики экспериментов, обработки полученных данных, применяемые приборы и оборудование, состав материалов. Результаты исследований приведенные в таблицах и на рисунке 1 используются в расчетах параметров дорожных катков ведущими производителями страны: ЗАО «РАСКАТ» и ООО «ЧТЗ-УралТрак».

РЛН 1»

Тип А

»0 » 70 » 50 а, -гРАД

Угол приложения усилия

а)

2,50

5

8 2,00 к

3 »

а

£ 1,50

I .ло 3

| 0,50 и

0,00

2 3 4

Угал приложения усилия

б)

Рис. 1. Влияние угла приложения усилия на сопротивление деформированию асфальтобетонных смесей (а), связных грунтов (б)

Таблица 1

Требуемая величина уплотняющих давлений

Тип статического катка Период уплотнения смеси Коэффициент уплотнения Величины давлений, МПа

смесь типа А смесь типа В

Легкий Средний Тяжелый начало конец начало конец начало конец 0.70 0.85 0.85 0.92 0.92 1,00 0 50-0.52 1.27-131 1.27-1.31 1 74-1.79 1.74-1.76 2.95-3.04 0.42-0.43 1.24-1.27 1 24-1.27 1.58-1 63 1 58-1.63 2.76-2 84

Таблица 2.

Число Прочность, Модуль Угол внутрен- Сцепление, С

проходов катка МПа деформации, МПа него трения,0 МПа

б(статич) 0.660 10.00

3 0.323 17.94 40 0.2

6 0.538 79.1

Таблица 3

Тип уплотняемой смеси Коэффициент уплотнения Температура, °С Модуль деформации, МПа Сцепление, МПа Угол внутреннего трения,0

0.70 145 3.2 0,07 37

0.85 125 23

0.92 90 37

1.00 65 65 0,11 42

0.70 120 2.7 0,13 24

В 0.85 105 21

0.92 77 32

1.00 57 55 0,17 33

Таблица4

Наибольшая плотность скелета, г/см3 Коэффициент уплотнения Предел прочности, МПа Модуль деформации, Е МПа Уплотняющие давления катка, МПа Угол внутреннего трения, р

1.82 0.70 0.80 0.90 1.00 0.26 0.50 1.02 2.80 1.30 3.44 8.88 30.00 0.24-0.25 0.48-0.49 0.97-1.00 2.50-2.70 19

1.76 0.70 0.80 0.90 1.00 0.23 0.40 0.90 2.60 1.00 2.20 6.90 28.00 0.21-022 0.38-0.39 0.86-0.88 2.47-2.50 17

Таблица 5. Хярактеристнки вибрационного уплотнения скального грушга

Число проходов катка Предел текучести, <тт МПа Модуль деформации, МПа Угол внутреннего трения, ° Коэффициент сцепления <р Коэффициент сопротивления качению /

2 0.296 1.330 47.0 0.770 0.382

6 0.592 12.791 49.3 0.739 0 174

10 0.925 43.390 52.0 0.680 0.118

14 1.350 116.380 55.1 0.480 0.087

В третьей главе исследуются закономерности процесса уплотнения, рассмотрена классификация направлений совершенствования средств уплотнения и их конструкций. Теоретически обосновано применение нетрадиционных для уплотнения физических эффектов: постоянного электрического поля (для связных грунтов), состояния текучести под действием нормальных и касательных напряжений. С использованием состояния текучести и на основе изучения особенностей взаимодействия ведущего и ведомого вальцов каггка с уплотняемым материалом установлено их различие: в механизме волнообразования перед вальцами; в механизме создания уплотняющих давлений и размерах; в коэффициентах трения качения и сопротивления качению; в минимальной и максимальной толщинах уплотняемого слоя; в рабочей скорости и амплитуде колебаний; в требуемом числе проходов; в значении характеристик уплотнения материалов; в управлении вектором силового воздействия и процессом укатки.

Кроме этого предложены зависимости для определения крутящего момента двигателя и коэффициента сцепления вальцов катка с материалом с учетом характеристик его уплотнения. Выделение некоторых факторов процесса уплотнения в конкретных условиях в доминантные по отношению к другим, позволяет говорить об отдельных направлениях совершенствования средств уплотнения. Это: контроль характеристик материала в процессе уплотнения, регулирование уплотняющих давлений, увеличение времени взаимодействия (контакта) с уплотняемым материалом, минимизация сопротивления деформированию уплотняемых материалов, дополнительное касательное силовое воздействие на уплотняемый материал, увеличение числа воздействий на материал за один проход уплотняющего средства, использование нетрадиционных для уплотнения физических эффектов. Каждое из семи направлений может быть реализовано в нескольких вариантах, которые воплощаются в конструкциях различных уплотняющих средств. Например известные комбинированные катки (один ва-

лец жесткий вибрационный, другой пневмошинный) являются суммой второго, третьего и четвертого направлений. Разработанная классификация позволяет прогнозировать появление новых конструкций уплотняющих средств и целенаправленно их создавать. Например работа над устранением недостаггков комбинированного и вибрационного пневмошинного катков позволила предложить вибрационный гидрошинный каток, внедряемый сейчас ЗАО «Раскат». Аналогично создавался адаптирующийся каток с бочкообразным вальцом саморегулирующим уплотняющие давления, внедренный в ГУЛ «Агггайавтодор» и ЗАО «Раскат». Из перечисленных направлений совершенствования средств уплотнения наиболее перспективными в данный момент следует признать контроль характеристик материала в процессе уплотнения и использование нетрадиционных для уплотнения физических эффектов. Работа над первым позволила предложить новое бортовое устройство контроля, позволяющее оценить эффективность протекания уплотнения и получить информацию о характеристиках уплотнения материала. Работа в русле седьмого направления определила применение к уплотнению нетрадиционных для него физических эффектов: постоянных электрических полей и состояния текучести под действием нормальных и касательных напряжений, что является основой для создания абсолютно новых машин. Для активизации процесса уплотнения предлагается совместное воздействие уплотняющей нагрузки с наложением электрического поля. Прикладывая постоянное электрическое поле к грунту и вызывая электроосмотическое движение жидкости в капиллярах, мы помогаем ей перейти из связанного состояния в свободное и способствуем перемещению от центра максимальных напряжений к периферии в более короткий промежуток времени. Это активизирует процесс уплотнения. Электроосмотическое движение жидкости создает отрицательное капиллярное давление, что в значительной мере способствует уплотнению. Проведенные эксперименты показали, что максимальная плотность образ-

ца в большом приборе стандартного уплотнения достигается меньшим (на 5-7) числом ударов падающего груза, при напряжении 37 В. Переход связанной жидкости в свободную и ее движение со скоростью Уж под воздействием электрического напряжения, снижает силы внутреннего трения и сцепления в материале, облегчая деформирование. С учетом этого, для активизации уплотнения при оптимальной влажности (Я' = НГ0ПТ) скорость деформирования Уд грунта вальцом должна быть равна Уж. Нарушение этого условия ведет к росту сопротивления деформированию, либо за счет энергозатрат на деформирование пленок жидкости связанной и свободной, но защемленной в капиллярах при УЖ<УД, либо за счет возросших значений внутреннего трения и сцепления в материале при УЖ>УЯ. Исходя из этого обоснованы зависимости для определения потенциала электрического поля Е, для катков и виброплит

„ лИУкВатят]Н _ кУ щН

£ =4-£-£ = 4-5—!— (.4 (2)

где А - деформация грунта; УК Уп - скорость катка, или плиты; В длина вальца; т) - вязкость жидкости; Н - толщина уплотняемого слоя; Р — нагрузка на валец; Б - сечение капилляра; С, - дзета потенциал; е - диэлектрическая проницаемость жидкости; а - протяженность плиты.

В целом, совместное воздействие электрического поля и уплотняющей нагрузки положительно влияет на уплотнение и требует дальнейших исследований. При движении катка, кроме нормальных (тк, возникают и касательные ък, напряжения, при определенных условиях способствующие уплотнению. Как показали исследования, процесс деформирования материала нормальными и касательными напряжениями протекает наиболее эффективно при условиях

стг (0,95* 0,98)ст„„ (3)

Тг =т= (0.95-г 0.98)^, (4)

где от;, <тпр; тт; т„р - предел текучести и прочности материала под воздействием нормальных и касательных напряжений.

Если при этом деформации соответствуют Ит и ет (рис. 2), то в материале реализуется напряженно-деформированное состояние близкое к текучести, энергетически выгодное для уплотнения. При невозрастающем сопротивлении преобладают пластические деформации без опасности разрушения, а упругие (восстанавливающиеся) деформации после прохода катка отсутствуют. С целью повышения эффективности уплотнения, вальцы катка должны создавать это состояние в материале в течение всего процесса достижения нормативной плотности. С учетом этого условия необходимо обосновать выбор параметров катков. Деформирование материала ведущими и ведомыми вальцами развивающими нормальные и касательные напряжения представлено на рис.3. Поверхность материала принимается горизонтальной, а движение вальца равномерным. С целью упрощения рассуждений, рассмотрим сначала взаимодействие жесткого вальца с деформируемым материалом, а затем распространим их результаты на работу пневмошинного вальца.

б)

т

Опт

От

Опа

3

Деформация,!!

Еш Ет Еар £ Деформация

Рис.2. Диаграмма деформирования материала нормальными (а) и касательными (6) напряжениями

//у УУУ у// /у/ //У //У /У/ У// У/У /У/ //У УУ/ />/ /// /// /// /л Рис.3. Взаимодействие ведущего и ведомого вальцов с уплотняемым материалом

На поверхность материала со стороны вальцов действуют нормальные нагрузки Ру, Р2, обеспечивающие его уплотнение, а также передаваемые рамой катка горизонтальные толкающие и тяговые усилия Т„ Тг. Эти силы вызывают реакцию уплотняемого материала , которая может быть представлена в виде вертикальных , и горизонтальных составляющих , к,. Реактивным составляющим со стороны вальцов будут противодействовать горизонтальные силы Рг', которые и вызывают волнообразование. Причем у ведомого вальца направлена в сторону его движения на рыхлый материал, обладающий малой сдвигоустойчивостью, а у ведущего, F2' направлена в противоположную сторону, на уже уплотненный, сдвигоустойчивый материал. Поэтому волнообразование максимально перед ведомым вальцом, и значительно меньше перед ведущим. Так механизм уплотнения и волнообразования поясняет Н.Я. Хархута. Однако ощутимое волнообразование существует и перед ведущим вальцом, особенно при укатке слоев материала значительной толщины. Чем оно вызывается? Горизонтальные усилия г, и Т} распределены по дугам контакта вальцов с уплотняемым материалом неравномерно. В точках начала кон-

такта A¡ и А1 направление действия нагрузок 7", cos/?, и Тг cos р2не совпадает

с горизонталью, поэтому в волнообразовании участвуют только их горизонтальные составляющие 7",cosJ$ и T3cos'p}. Их нормальные составляющие Г, cos Д sin Д и Т2 cosр2 sin р2 создают вместе с нормальными нагрузками Я, и Рг уплотняющие давления катка, которые мы рассмотрим позднее, сосредоточившись пока на волнообразовании. Как и горизонтальные усилия Г, и Г,, нормальные нагрузки Р, и Р2 распределяются по дугам контакта A,B¡ и А1В1 характеризуемым углами a¡ и а2 также очень неравномерно. В точках начала контакта А, и А2 направление действия нагрузок Р,cosa, и Ргсояаг значительно отклоняется от нормали. Таким образом создаются дополнительные горизонтальные усилия Рх cosa, cos Д и Рг cosa2 cos Д2 всегда направленные по ходу движения вальцов, способствующие волнообразованию. Опуская вывод, обозначив для краткости P¡ cosa, cosр, как P¡, будем иметь для любого вальца (ведущего, ведомого) при подстановке соответствующих значений

I р> i I ~р5

Р', = Р, cosa, cos В, = J—1---J——- (-54

г г г иг -уRBR^ 2\Е B2R* '

Глубина начала волнообразования в материале hHBi,2 или, точка приложения к вальцу горизонтальной составляющей реакции уплотняемого материала определится по следующим формулам. Для ведущего вальца

h p¡____+_(6)

B^Ntgp + c) R¡EB2\Ntgp + c) R2EB¡ (Ntgp + c)

Или в более краткой форме через силу тяги по условиям сцепления

Я' Р/р

Ннв- = B¡(Ntgp+c)~RjEBl (Ntgp + c)' (?)

Для ведомого вальца

V =-^-+-^-• (8)

' в, (Мер+с) л, щг +с) где Ми - крутящий момент двигателя; N - нормальное давление на площадке сдвига перед вальцом.

Из этого следует, что перед ведомым вальцом волнообразование не только больше по величине, но и начинается с большей глубины. Поэтому при укатке тонких слоев материала применение ведомых вальцов должно

ограничиваться минимальной толщиной уплотняемого слоя

ЬттХ > йЯВ1. Для ведущего вальца > ЬНВ2. Как показывают формулы, для ведущего вальца минимально допустимая толщина уплотняемого слоя будет меньше. При неизвестном коэффициенте сопротивления качению для ведущего вальца

Л_, Ч Е

Р" М

- .1____+_!_В.__С]*\

В2(М8р + с) R^EB2г(Ntgp + с) %ЕВ1 (ШЯР + с)'

Для ведомого

р'

р2

Е

щ В^р + с) (Л%р + с)

(8*)

м (ЩР + с)

Кроме глубины начала волнообразования, представляет практический интерес и определение величины горизонтального сдвига Ц 2 материала перед вальцом. Для этого можно пользоваться формулами 7, 7*, 8, 8* приняв Ц г вместо Ьнт1. Так как волнообразование у ведомого вальца по сравнению с ведущим начинается с большей глубины , то коэффициент трения качения вальца, т. е. плечо /, приложения нормальной составляющей лю реакции уплотняемого материала будет, соответственно, меньше. Это видно из схемы на рис.3. При равных значениях радиусов, коэффициент сопротивления /, качению ведомого вальца будет меньше. С

учетом уже известных величин Инв12 для ведущего и ведомого вальцов определим коэффициент трения качения или расстояние 1,2 от вертикального диаметра вальца до линии действия нормальной составляющей ию 2 равнодействующей реакции уплотняемого материала, рис.3.

Для ведущего вальца

и

Рг%

вг{тёр+с) я2ЕВ22(т8р+с))'

П

р1

В2(М&+с) ¡^ЕВ^Мёр+с) К^ЕВ\ (Щр+с) Для ведомого вальца

<*ПРН2

(9)

). (9*) (9")

Л.

В, {Щр + с) Я,2£Я,2 (Щр + с)

ч

<уПРН1

Е

(Ю)

(10*)

Как и предполагалось ранее, плечо /, для ведомого вальца будет меньше плеча 12 приложения нормальной составляющей реакции материала ведущего вальца при равных условиях использования. Разделив уравнения (9) - (10*) на радиус вальца получим выражения для определения коэффициента сопротивления качению. Ведущий валец

А

1

К

МЛ

2Я2сгпрН2

-—(А, -

в^р+с) кггЕвгг(т8Р+с) К1ев1 (аййр+с)

>, (11*)

Для ведомого вальца

Л =

2 12й,<тПРН1

1

±(и,--й--"Г я

Га #7

/.=,2-^. (12*)

Заметим что /, < /2, как и ранее при прочих равных условиях. Для радиуса ведущего вальца обоснована зависимость

Л ___т/ЛУц Рг<Ра,

Ведомый валец будет обладать большим радиусом в равных условиях применения

л р1 | , л3/, П4,

' ЕВ№(М8р+с)г ЕВ^^(Я^р+с)3В'А, с)" ^ '

На основании формул (13, 14), приходим к выводу, что и длина ведомого вальца при прочих равных условиях будет больше. Определим его уплотняющие давления

Дополнительное давление Т| будет равно

Г/= />/, совагсгЖ " (16)

Первое слагаемое в зависимости (15) - известная формула Н.Я. Хар-хуты для определения уплотняющих давлений вальца. Второе слагаемое определяет дополнительные уплотняющие давления от вертикальной составляющей Т\ = Т, соз /?, зт р,. Расчеты для переднего вальца катка ДУ-47

при укатке асфальтобетонной смеси типа А показали, что формула Н.Я. Хархуты занижает давления примерно на 5%. С учетом требований (3) это может отрицательно сказаться на эффективности всего процесса уплотнения. Для ведущего вальца найденная зависимость будет отличаться знаком (-) перед вторым слагаемым, т. к. усилие Т'г в этом случае направлено в противоположную сторону

'»2

«(Ж_г ГЦ

]r2B2 }p3R3B3

Кроме того, в этой формуле для ведущего вальца

Р Р

Т'г = Тг eos/?2 sin рг = Р2<р„ eos arctg(l- 2 )sin arctgfa -—г—),

2ЕВгЯг

2ЕВгЯг

или

Г,-

äs.

R,

Р Р

cos arctg(l---—) sin arctgíl---—),

v 2EB}R3 v 2EB3R3

(17)

(18)

(18)

Таким образом, для ведущего вальца формула Н.Я. Хархуты завышает величину уплотняющих давлений.

Выражения (15-18*) справедливы при условии деформирования в режиме текучести (3), когда вслед за проходом вальца не возникают упругие деформации hy2. Если укатка совершается при недостаточных давлениях, за вальцом неизбежны упругие деформации (рис.4), тогда направления действия вертикальной составляющей T2Cosßy2sinßy3. и Р2 совпадут. Для нормальных давлений ведущего вальца запишем

Деформация fj fj

Рис.4. Диаграмма «напряжение-деформация»

Рг+Рг<Р^с°5Руг^пРуг

1 f т (19)

2Я2Лг sin arceos—[(Л2 -Аг) + (Я2-hy2)\ 2Я2

Для ведомого вальца

Р,+Рх f^cospylsmpyl

25,Л, sin arceos—[(Я, - А,) + (Л, - А,,)]' 2R}

(20)

В этой ситуации уплотняющие давления ведущего вальца больше соответствующих давлений ведомого при прочих равных условиях. Нормальные напряжения ЛГ,, действующие на площадке сдвига перед вальцом катка, найдем следующим образом.

Для ведомого вальца

Для ведущего вальца

N2 =

^/fik 2EB3R}- (22)

Когда неизвестны параметры Ru, В,,, Ри вальца, давления на площадке сдвига можно определить, используя исследования А.Ю. Ялтинского. Не приводя вывода, для любого вальца (ведущего, ведомого) запишем исходя из свойств уплотняемого материала

£

Ni2=crT cos ах1=<тт cos 2 arcsin-f @3)

К + 2E'

где К - пластическая постоянная материала.

Для коэффициента сцепления вальца с материалом предложены формулы

р; 1 Р\ МкРг , л2/,

Р'-Т^Рг \ ЕВгЯг 21 Егв1я\ Я{ЕВг ЕВгЯг

рг-т;

|с.оз агс(е[ 1--^— 1з1П агс1г(1--—

1 [ 2ЕВ1Я1) { 2ЕВ,

/г1^ЕВ(т8р + с) ЬЪЕВЦМер + с) Р'гК1ЕВг

Феи ~ „ „2 п2 г»2

2 Л

2

Получена зависимость для крутящего момента двигателя

! в2я1

■квг

+Р1

и,)

(24)

(25)

(26)

(27)

Все вышеприведенные рассуждения справедливы для жестких статического и вибрационного вальцов, при подстановке соответствующих характеристик уплотнения материала. Выведенными закономерностями можно пользоваться и для пневмошинных вальцов подставив в них вместо Я,, приведенный радиус Я„р. Согласно исследованиям А.Ю. Ишлинского и В.В. Гуськова для приведенного диаметра предлагается формула

2Л-А.),

(28)

где А, - диаметр пневмошины, кш - деформация шины. Общую толщину Н уплотняемого катком слоя можно определить как сумму соответствующих толщин слоев Н1 и Н2, в которых локализуются деформации преобладающего сдвига и преобладающего сжатия И2

Н=Н,+Н2. (29)

Так как деформация А/ создается касательными усилиями, то толщина слоя, в котором она реализуется, Я/ равна самой этой деформации и определяется отдельно по формулам 7, 7*, 8, 8*, для ведущего и ведомого

вальцов

й/=Я/. (30)

Деформация йг под воздействием нормальных усилий локализована в слое материала толщиной Н2. Учитывая характер нагружения, Н2 можно найти по формулам

(31)

'От

ан

Яг= ЙМ^Ы ' (32)

где \ - коэффициент бокового давления; р - максимальный коэффициент трения слоя материала по основанию; у-объемный вес материала; <тН)напряжения создаваемые катком на глубине Н2.

Коэффициент бокового давления можно принять

| = —-—. (33)

1+2£/> 4 '

Наименьшая толщина уплотняемого слоя, определяется для ведомого и ведущего вальцов по формулам (7) - (8*). В этом случае общая толщина уплотняемого слоя Н должна быть больше величины деформации И, создаваемой касательными усилиями, иначе в материале будут преобладать сдвиги, а уплотнения не произойдет. За время контакта с материалом валец катка должен успеть сдеформировать его на величину ^ до окончания текучести (рис.2.) за счет своего статического или вибрационного воздействия. Исходя из этого условия, сумма всех амплитуд А колебаний вибрационного вальца за время контакта гК должна быть равна требуемой деформации И?, отсюда необходимую скорость вибрационного катка найдем по формуле

где а - горизонтальная проекция дуги контакта вальца и материала.

Для проектируемых катков амплитуду назначают из выражения

Л-Ь-ЬЬ.. (35)

п см

Обосновать скорость статического катка можно воспользовавшись скорректированной формулой А.Ю. Ишлинского

(36)

где Ц - вязкость материала; 3 - деформация, соответствующая началу процесса текучести.

В лабораторных исследованиях характеристик материала штампо-вым методом, при назначении скорости деформирования У6 необходимо соотносить ее со скоростью катка Ук

"т

Процесс уплотнения сопровождается ростом предела текучести и модуля деформации Е уплотняемого материала, это видно из табл. 1-5.

Рыхлый материал толщиной Нг деформируется после прохода вальца на величину й и так до достижения нормативной плотности и соответствующего значения толщины слоя в «плотном теле» Нпл. Принимая деформацию А равной Ът, в идеальном случае имеем

. етгН

А = (38)

Для вальцов реальных катков запишем

Н= = —. (39)

1В а\Я 2ЕВ У '

Толщина слоя уложенного материала НР уменьшится на величину И

Н = НР- И. (40)

Достигнутый при этом коэффициент уплотнения Ку равен

По коэффициенту уплотнения определяем соответствующие значения модуля деформации и предела текучести материала например из таблиц 1-5. Повторяем вычисления по формулам (38-41), используя найденные значения и находим коэффициент уплотнения после воздействия второго вальца. И так далее до получения требуемого значения Ку, или прекращения его роста. Для катка саморегулирующего уплотняющие давле-

ния за счет сокращения ширины уплотняемой полосы, в расчет требуемого числа воздействий вальца пв нужно вводить поправочные коэффициенты К = 1,4 и Кс, учитывающий это сокращение

где Вк - ширина уплотняемой полосы в конце уплотнения.

Учитывают число и расположение вальцов, их размеры, схему движения (кольцевая или челночная) и развесовку по осям, подставляя в формулы (38-42) соответствующие значения. Вычисления показывают, что каток ДУ-47А с развесовкой по осям 35x65% более эффективен при кольцевой схеме укатки (на 2-3 прохода), чем при челночной. Наибольший коэффициент уплотнения смеси типа А составляет 0.91 при одиннадцати -двенадцати проходах. Для катков работающих по челночной схеме следует рекомендовать равномерную развесовку. Для прицепных катков работающих в сцепке более выгодно постепенное нарастание веса. Характеристики материала и их изменение в процессе укатки можно определить по горизонтальной проекции дуги контакта а вальца и материала. Для уплотняющих давлений, или предела текучести материала запишем

Соответствующий сг_ модуль деформации материала определяем '

(42)

Р

(43)

<т// ....

как £ = —— (44)

Проанализировав схему на рис.3, приходим к выводу, что

(45)

Лг=Л^1-со8^90° -агссов^

Коэффициенты сопротивления качению f и сцепления <р найдем по формулам (11)-(12*), (25). Угол внутреннего трения р и сцепление с уплотняемого материала найдем из следующих уравнений. Для ведущего вальца

<©> =-, с =-(46), (47)

ИнвВМ N ИнвВМ

В случае ведомого вальца

. с ЫЗ

<ЕР= . ^ с= -Шёр. (48),(49)

Для определения горизонтальной проекции дуги контакта а вальца и материала был создан прибор регистрирующий время контакта 1к. Зная

его, величину а можно легко найти с учетом скорости катка. Исследование уплотняемого материала, созданным прибором производились на строящейся автомобильной дороге «Чита-Хабаровск». Результаты экспериментов и расчетов (табл. 4, 5) показывают что характеристики уплотнения материала являются по существу его реакцией на воздействие рабочего органа. Управление вектором силового воздействия вальца дорожного катка необходимо с целью снижения сопротивления деформированию уплотняемого материала. Исследования в лаборатории показали, что наименьшие энергозатраты соответствуют деформированию материалов под углом к вертикали близком к углу внутреннего трения. Так и должен быть

направлен вектор силового воздействия вальца. В процессе укатки угол внутреннего трения возрастает, например для смесей А и В на 5 и 9° возможен и больший рост. Поэтому конструкция вальца должна обеспечить соответствующее регулирование. Вектор силового воздействия Рс для вальцов статического и с вибратором круговых колебаний является равнодействующей их горизонтальных Т и вертикальных Р сил (рис.5).

В соответствии со схемой, для ведомого вальца 1§а1 = £ а для веду-

Рис.5 Схема взаимодействия вальца и материала угод внутреннего трения р воз-

37 42°, для смеси типа В р = 24 + 33°. Каток с ведущим вальцом работает в более благоприятных условиях, особенно для смеси В в начале уплотнения. Затем а) начинает снижаться, но р наоборот возрастает, сопротивление деформированию увеличивается. Для смеси А каток с ведомым вальцом «недобирает» до рациональных значений угла а, еще больше. Это повышает затраты энергии на уплотнение. Существенного роста / и р можно добиться, изменив угол а между осью вальца и направлением движения катка (рис.6.). При таком положении, например ведомого вальца, из продольной силы сопротивления движению Т выделится направленная вдоль его оси поперечная составляющая. Для ведущего вальца картина будет от-

777-777-777

щего = ф. Практика показывает, что в процессе укатки асфальтобетонных смесей Г и <р убывают приблизительно от 0,15 до 0,05 и от 0,60 до 0,35. Тогда вектор силового воздействия отклоняется от вертикали на угол а). Для ведомого вальца О! = 8,5 *2,9 для ведущего а{ = 31,0 + 19,3°. При уплотнении

растает. Для смеси типа А р =

личатся только противоположным направлением сил. Дополнительная поперечная горизонтальная сила в контактной зоне благотворно скажется на уплотнении, так как способствует более компактной укладке частиц материала образовавших жесткий каркас устойчивый к воздействию вертикальных и продольных сил. При этом и чрезмерное волнообразование будет исключено. Стремление самоходных катков к повороту можно устранить применив раздельное дозированное торможение колес задней оси.

Для прицепных катков реко-Рис.6. Изменение угла между осью вальца мендуется попарная зигзаго-и направлением движения катка образная сцепка за одним тя-

гачом. После несложных рассуждений, получим для определения угла а

'"[-У

1|_ш._.

11 + {<8Р + мУ Р1

При этом, для ведущего вальца

Г =

1

ЕВЯ

2УЕ3В3Л3

-Р<Р

ЕВЯ

(49)

(50)

а для ведомого

Т' =

.Р

V ЕВЯ

2 \Е3В3Я3

+ Р/

ЕВЯ

(51)

Кроме того Д = .

2Е

Так как сцепление С мало даже в конце укатки и для большинства материалов не превышает 0,2 МПа, то величиной (~) можно пренебречь

выполняя условие эффективного деформирования (4). Получим упрощенную формулу для ведущего и ведомого вальцов

<*йа = р + ц) зш р,. (52)

Зависимости позволяют уменьшить сопротивление материала деформированию и повысить эффективность работы катков статических и с вибраторами круговых колебаний. Расчеты показывают, что, например для скального, связного и несвязного грунтов в начале укатки угол а равен 83, 86, 89° соответственно. Как возрастут значения fи<p без дополнительных исследований сейчас сказать невозможно. Сопротивление материала деформированию уменьшится, но снизить его до величин соответствующих а, > р видимо не удастся. Кроме того, возрастет износ обечайки и сопротивление качению. Необходимо применение вибратора с направленными колебаниями. Найдем тот угол р между направлением возмущающей силы вибратора Р, и вектором силового воздействия Рс ведомого вальца (рис.6.), при котором последний будет отклонен от вертикали на угол а[=р. В этом случае, сопротивление уплотняемого материала деформированию будет минимальным. Для ведомого вальца О] = атОД £ значит

&-тр = Р>*М<™&+р) {53)

Отклонение у возмущающей силы от вертикали составит у = р + р.

Для ведущего вальца, как установлено ранее, а)= агйя ф и сила

Т направлена противоположно. Поэтому возможны две ситуации. Если ^ <

р, справедлива формула у = р + р. При этом

р _Рк<рш(ага8<р+р) ^

Рв5Ш агс1^д>

Если Я1 > р, то у = р - р. Изменится и выражение для р

Sinp=^sin(OMW-Pl Pesmarctgtp

Управление процессом укатки складывается из двух составляющих: постоянного, достоверного, оперативного контроля эффективности и достигнутой степени уплотнения, а также адекватной реакции катка в случае необходимости. Наиболее полно процесс уплотнения характеризуется диаграммой «напряжение-деформация» (рис.2.), отражающей его напряженно деформированное состояние. На первом участке напряжение действующее в материале под вальцом катка пропорционально деформации и интенсивно возрастает. На заключительном этапе укатки, при этом, за вальцом возникают упругие деформации. Наиболее полное деформирование с практически не возрастающими энергозатратами происходит на втором участке диаграммы. Материал находится в состоянии близком к текучести, поэтому упругих деформаций за вальцом нет. Дальнейший рост напряжения приводит к разрушению материала, перед вальцом возникает значительная волна, после его прохода наблюдаются трещины. Предпочтительным для уплотнения следует признать второй участок, характеризующийся величинами предела текучести егг и соответствующей ему деформация hT. Наблюдаемое в этом случае состояние текучести может рассматриваться как показатель эффективности протекания процесса уплотнения. Если диаграмму «сг-А» от прохода к проходу выводить на дисплей в кабину, то можно будет иметь не только постоянную оперативную и достоверную информацию об укатке, но эффективно реагировать в случае необходимости, приспосабливая параметры катка к изменившимся свойствам материала. После пробной укатки в бортовой компьютер вводят значения <тш и

hfH - соответствующие нормативной плотности материала. Каждый проход катка отображается на дисплее соответствующей диаграммой постепенно приближаясь к нормативным отметкам. Достигну-

тый коэффициент уплотнения Ку определяется как Ку = и тоже вы-

Н„

водится на дисплей. Процесс завершается при совпадении достигнутых значений напряжения и деформации с нормативными отметками, тогда Ку = 1.

Управление уплотнением имеет свои особенности для катков статического, с вибратором круговых колебаний и с вибратором направленного действия, (рис.7.).

Рис.7. Управление процессом укатки В обечайку вальца вмонтирован датчик давления ДЦ, отслеживающий возникающее напряжение <г. Входя в соприкосновение с уплотняемым материалом он посыпает сигнал на процессор П, который высчитывает деформацию Л соответствующую напряжению. Напряженно-деформированное состояние каждого прохода в форме диаграммы

аТ1 выводится на дисплей оператора ДО. Если укатка осуществляется в режиме текучести (второй участок диаграммы рис.2.), то уплотнение происходит эффективно и в корректировке не нуждается. И наоборот, требуется немедленное вмешательство оператора при несоблюдении этого условия. В первую очередь нужно попытаться установить соответствующую скорость катка за счет двигателя внутреннего сгорания ДВС. Понижение

вать пла-

скорости увеличит время воздействия ка~уш, ли яоавилиг

БИБЛИОТЕКА спи«»ч»г

«э ю «и

стические деформации более полно и вывести диаграмму с пер-

вого участка на второй. Для пневмошинного катка нужно увеличить давление в шинах. Повышение скорости катка может быть полезно в случае его работы на третьем участке диаграммы. При недостаточной массе катка необходимо снизить сопротивление материала деформированию воздействуя на гидроцилиндры поворота ГП и устанавливая этим требуемое значение угла перекоса вальца относительно направления движения. Сопротивление материала деформированию при этом значительно снижается. Таким образом, при перекосе вальца, за счет запаса мощности двигателя, можно до известных пределов компенсировать недостаточность массы катка. В более выгодных условиях находятся вибрационные катки, имеющие дополнительные возможности управления процессом укатки за счет регулирования величины возмущающей силы вибратора ВСВ и ее направления НВСВ. Изменяя возмущающую силу вибратора, каток приспосабливается к растущим значениям предела текучести материала. И наоборот, изменяя направление возмущающей силы, каток заставляет материал приспособится к своим параметрам, снижая значения предела текучести. Таким образом, осуществляется управление процессом укатки.

В четвертой главе описаны конструкции новых дорожных катков: саморегулирующие уплотняющие давления от прохода к проходу (многопроходные ребристые и бочкообразные); саморегулирующий уплотняющие давления на дуге контакта (однопроходный цилиндрический); на авиационных пневматических шинах; вибрационный гидрошинный; вибрационные прицепной с перекосом вальца для челночной укатки и самоходный; использующие электроосмос (катки и виброплита).

Приводятся методики расчета параметров и результаты производственных испытаний (табл. б, 7, 8.).

"у ч,

Таблица 6

Условия и результаты испытания статических катков

Показатели Сравниваемые катки ДУ-47А

Серийный С передним ребристым вальцом С двумя ребристыми вальцами

Уплотняемая смесь Тип В Песчано-щебенистая Тип В Песчано-щебенистая

Число проходов 16 20 16 20

Температура смеси, "С 110-115 80-65 95-101 80-65

Температура воздуха, "С +2 -15 -3 -26

Толщина слоя в плотном теле, м 0,06-0,08 0,14 0,06-0,09 0,14

Масса катка без балласта, т 6 6 6 6

Горизонтальный сдвиг частиц материала за счет волнообразования в первом проходе, м 0,020 0,024-0,026 0,005 0,005

Коэффициент уплотнения: поверхностного слоя 0,890 0,883 0,963 0,980

средней части слоя 0,906 0,910 0,969 1,01

у основания 0,914 0,945 0,964 1,00

Неоднородность распределения коэффициента уплотнения по глубине слоя, % 3 6,2 0,6 3

Неоднородность распределения коэффициента уплотнения по ширине следа, % 1,6-2,2 1,4-2,6

Глубина неровностей поверхности уплотненного материала, м _ 0,003 0,006-0,008

Таблица 7

Уплотнение грунта прицепным статическим ребристым катком массой 8 т

Вид грунта Температура Количество про- Влажность Коэффициент

воздуха, "С ходов грунта, % уплотнения

2 0,914

Суглинок +3 4 6 8 16,3 0,933 0,945 1,014

Конструкции дорожных катков и методики их расчета созданы, исходя из: разработанной классификации направлений совершенствования средств уплотнения; использования нетрадиционных для уплотнения физических эффектов (состояния текучести материала под действием нормальных и касательных напряжений, электроосмоса); учета изменяющихся

в ходе достижения нормативной плотности характеристик уплотнения материала; разделения ведущего и ведомого вальцов; необходимости управления вектором силового воздействия вальцов.

Таблица 8

Уплотнение связного грунта статическим катком с бочкообразным вальцом на базе ДУ-58

Число проходов Коэффициент Влажность, %

уплотнения На участке Оптимальная

4 0,860

8 12 14 16 0,930 0,950 0,961 0,967 15 17

20 0,970

Анализ результатов испытаний показывает: разработанные катки являются эффективным средством уплотнения, позволяющим даже в статическом варианте и при неблагоприятных условиях обеспечить достижение нормативной плотности различных материалов.

Подтверждены основные теоретические положения, заложенные в конструкции катков и методики расчета. Четыре из семи разработанных конструкций внедряются в производство ведущими заводами страны ЗАО «Раскат» и ООО «ЧТЗ-УралТрак». Это дает основания к применению разработанных теоретических положений для усовершенствования существующих методик расчета и конструкций катков. Тем не менее, эксплуатация разработанных автором и существующих дорожных катков выявила некоторые их недостатки: сложность достижения нормативной плотности вследствие неоперативности и недостаточной информативности контроля процесса уплотнения; необходимость применения грузоподъемной техники и большая трудоемкость сборки бандажей при переоборудовании катков вне РММ; трудность очистки ребристого вальца от налипающего грунта препятствующего саморегулированию уплотняющих давлений и сложность устройства для его осуществления.

Устранение этих недостатков достигается при помощи устройств, рассмотренных в пятой главе. Это устройства контроля уплотнения и очистки вальца от налипающего фунта, бандаж к вальцу дорожного катка. Как описывалось в третье главе и на рис.2, состояние текучести, непрерывно изменяясь, сохраняется на любой стадии укатки и является наиболее эффективным для уплотнения видом напряженно-деформированного состояния. Таким образом, возможен контроль эффективности уплотнения на любой стадии укатки по наличию состояния текучести в материале. Становится понятно насколько эффективно идет процесс деформирования. Наряду с этим устройство может быть использовано в научно-исследовательских целях для определения характеристик уплотнения материала (предела текучести, соответствующей ему деформации и модуля деформации). Последнее очень важно для обоснованного выбора параметров катков при их проектировании. Таким образом, предложен новый принцип оценивающий напряженно- деформированное состояние материала, положенный в основу устройства контроля уплотнения. Грунт налипающий на валец препятствует работе катка, особенно катка саморегулирующего уплотняющие давления. Очистка его межреберного пространства вызывала затруднения. Для повышения эффективности очистки, куски троса частично охватывают валец под углом к направлению движения катка их концы с резьбовыми наконечниками через пружины закреплены в раме. Регулирование натяжения тросов осуществляется поджатием пружин. Вместо троса (круглого или плоского) может быть применена цепь. Налипший грунт при вращении вальца транспортируется к очистному устройству и срезается тросом или цепью плотно прилегающими к поверхности вальца. Бандажи, выпускаемые отечественными и зарубежными производителями («РАСКАТ», «УЛготах», «ВОМАО» и др.) требуют при переоборудовании катка применения грузоподъемной техники, т. к. состоят из отдельных половин имеющих значительную массу. Предлагается конст-

рукция подобная гусеничной ленте состоящая из соединенных шарнирами обечаек с приваренными к ним уплотняющими элементами. Во время сборки каток поочередно «наматывает» на валец обечайки бандажа.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе оригинальных методик, экспериментально и теоретически установлены закономерности изменения в процессе уплотнения характеристик статического и вибрационного уплотнения применяемых материалов (табл. 1-5, рис.1.).

2. Разработана классификация направлений совершенствования конструкций средств уплотнения, которая является инструментом научного исследования и позволяет: увидеть в целом все существующее многообразие конструкций уплотняющих средств, выявить их внутренние связи и тенденции развития; установить перспективные (в данных условиях) направления усовершенствования; совершенствовать известные, целенаправленно создавать и прогнозировать появление новых конструкций уплотняющих средств.

3. Теоретически обоснованы и применяются нетрадиционные для уплотнения физические эффекты: состояние текучести материала под воздействием нормальных и касательных напряжений и электроосмос.

4. Рассмотрено взаимодействие ведущего и ведомого вальцов с уплотняемым материалом. С учетом создания в уплотняемом материале состояния текучести под воздействием развиваемых статическим или вибрационным вальцом нормальных и касательных напряжений, впервые отдельно для ведущего и ведомого вальцов обоснованы зависимости для определения: величины и глубины начала волнообразования (5-8*), (7*), (8*) в материале; минимальной (6-8*), и максимальной (29-32) толщин уплотняемого слоя; коэффициентов трения качения (9), (9*), (9**), (10), (10*);

коэффициентов сопротивления качению (11), (11*), (11**), (12), (12*); радиусов вальцов (13), (14); уплотняющих давлений (15-20) при различных режимах укатки; коэффициента сцепления и крутящего момента двигателя (24-27); рабочей скорости (34), (36) и амплитуды колебаний вальцов (35); соотношения рабочей скорости катка и скорости деформирования материала штампом испытательной машины в лабораторных исследованиях (37); требуемого числа проходов (38)-(42); характеристик уплотнения материала в процессе укатки (43)-(48); параметров управления вектором силового воздействия вальца и процессом укатки (49)-(55). Выявлены недостатки существующих конструкций катков и методик их расчета.

5. Применяя классификацию направлений совершенствования конструкций уплотняющих средств, с учетом изменения в ходе уплотнения характеристик материалов предложены методики расчета и новые конструкции дорожных катков:

- саморегулирующих уплотняющие давления от прохода к проходу до обеспечения нормативной плотности (многопроходных) с рабочей поверхностью в вице ребер и кулачков, а также бочкообразных с гладкой поверхностью;

- саморегулирующих уплотняющие давления в течение одного прохода на протяжении дуги контакта рабочего органа и материала (однопроходных), позволяющих обеспечить нормативную плотность за один проход;

- на авиационных шинах, обеспечивающих принудительное регулирование уплотняющих давлений в течение всего уплотнения, за счет регулирования давления в шинах до 3,8 МПа;

- вибрационных гидрошинных, впервые объединяющих преимущества вибрационных и пневмошинных катков в одном рабочем органе, обладающих наилучшими адаптационными возможностями;

- прицепных вибрационных с вибратором направленного действия,

работающих по челночной схеме с дозированным перекосом вальца;

- использующих электроосмос (статический и вибрационный катки и виброплита).

Установлена зависимость потенциала внешнего электрического поля от характеристик уплотнения материала и параметров уплотняющего средства. Предложено регулировать скорость электроосмотического движения жидкости в грунте в зависимости от его влажности. Приведен расчет величины внешнего электрического поля (61,3 В.) для катка ДУ-94. Усовершенствованы существующие методики расчета параметров катков за счет применения разработанных теоретических положений.

6. Для непрерывного и достоверного контроля эффективности деформирования, исследования характеристик уплотнения материалов и управления процессом уплотнения, предложена конструкция устройства контроля. В его основу положен новый принцип отслеживания и оценки напряженно-деформированного состояния материала в режиме текучести под воздействием создаваемых рабочим органом нормальных и касательных напряжений. Предложена новая конструкция бандажа к вальцу дорожного катка, состоящая из шарнирно соединенных между собой элементов, облегчающая процесс сборки-разборки. Разработано новое устройство очистки вальца от налипающего фунта для вальцов с уплотняющими элементами (ребрами, кулачками), расположенными под углом к направлению движения катка. Конструкция проста, не имеет привода, и нестандартных комплектующих.

7. На ведущих заводах страны - ЗАО "РАСКАТ" (г. Рыбинск), ООО "ЧТЗ - УралТрак" (г.Челябинск), на опытных производствах ОАО "ЦНИ-ИС" (г.Москва), "Сибагропромдортехцентра" (г.Омск), ЗАО "КОНТЭП" (г.Омск) изготовлены и изготовляются опытные образцы (12 шт.) новых катков (четыре конструкции из семи разработанных). Готовится серийное производство катка ДУ-107 с бочкообразными вибрационными и статиче-

ским вальцами саморегулирующими уплотняющие давления в ЗАО 'ТРАС-КАТ". Проведенные испытания подтвердили основные теоретические положения, погрешность результатов не превышает 12-16%. Весь процесс укатки, от свежеотсыпанного состояния до нормативной плотности, обеспечивает один каток, без балластировки, или замены на более тяжелый. Типаж и количество применяемых катков сокращается с двух^грех до одного. Расчетный годовой экономический эффект близок к стоимости базового катка.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Захаренко A.B., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Обоснование рабочей скорости и амплитуды колебаний вальцов дорожного катка. // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 2004. - №7. - С. 80-82.

2. Захаренко A.B., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Электромеханическое уплотнение грунтов // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. -2004.-№6,- С. 50-52.

3. Захаренко A.B. Применение электрического поля для активизации уплотнения грунта // Строительные и дорожные машины. 2004. - №9. - С. 32-34.

4. Захаренко A.B. О волнообразовании при укатке дорожного покрытия// Строительные и дорожные машины. 2004. - № 11. - С. 40-44.

5. Захаренко A.B. Уплотняющее давление вальцов дорожного катка // Строительные и дорожные машины. 2005. - №2. - С. 24-26.

6. Захаренко A.B., Пермяков В.Б. Определение коэффициента сопротивления перекатыванию вальца дорожного катка // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 2005. - № 2. - С. 78-84.

7. Захаренко A.B., Пермяков В.Б. Взаимодействие вальцов катка с уплотняемым материалом // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 2005.-№ 1. - С. 81-85.

8. Захаренко A.B., Пермяков В.Б. Определение радиуса вальца дорожного катка. // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 2005. -№3.-С. 96-98.

9. Захаренко A.B. Определение коэффициента сцепления вальца дорожного катка с уплотняемым материалом. // Строительные и дорожные машины. - 2005. - № 8 - С. 30-31.

10. Захаренко A.B., Пермяков В.Б., Соломонов В.В. Взаимосвязь параметров катка и толщины слоя уплотняемого материала // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 2004. - №12. - С. 72-77.

11. Захаренко A.B., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Определение требуемого числа проходов дорожного катка ff Известия ВУЗов'эСтрЬительст-

во и архитектура. - 2004. - №5. - С. 90-92.

12. Захаренко A.B. Определение характеристик уплотняемого материала в процессе укатки // Строительные и дорожные машины. - 2005. - № 10- С. 36-38.

13. Захаренко A.B. Управление вектором силового воздействия вальца дорожного катка // Строительные и дорожные машины. - 2005. - №4. -С. 40-43.

14. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. Обоснование величины контактных давлений для уплотнения асфальтобетонных смесей // Строительные и дорожные машины. -1989. - №5. - С.

15. Захаренко A.B. Чупин Е.Е. Исследование основных параметров катка однопроходного уплотнения // Строительные и дорожные машины. 2005. № 11 С._.

16. Пермяков В.Б., Захаренко A.B., Савельев C.B. Обоснование выбора параметров вибрационных катков // Известия вузов. Строительство и архитектура. №2.2003.С.100-103.

17. Захаренко A.B. Управление процессом укатки // Строительные и дорожные машины. 2005 №7. С. 26-27.

18. Патент РФ 2188272, МПК Е 01 С 23/07. Устройство для автоматического контроля процесса уплотнения дорожно-строительных материалов катками и виброкатками / В.Б. Пермяков, A.B. Захаренко, В.В. Дубков и др. № 2000113776/03. Заявл. 30.05.2000. Опубл. 27.08.2002. // Открытия. Изобретения. № 24.

19. Патент РФ 1573070, МПК Е 01 С 19/28. Валец дорожного катка / A.B. Захаренко. Заявл. 20.04.88. Опубл. 23.06.90. // Открытия. Изобретения, -1990. № 23.

20. Захаренко A.B., Приходько М.В. Устройство для уплотнения строительных смесей. / A.C. СССР № 1535913, МПК Е 01 С 19/28, В28В 13/02, УДК 625084 (088.8), Заявл. 27.07.87. Опубл. 15.01.90. Бюл. № 2.

21. Захаренко A.B., Пермяков В.Б., Савельев C.B.. Иванов В.А., Дубков В.В, Валец дорожного катка. Патент Р.Ф на полезную модель 21401,МПК Е01С 19/27, 19/28, / Изобретения. Полезные модели. 2002 №2.-С.348.

22. Савельев C.B. Захаренко A.B. Пермяков В.Б. Валец дорожного катка. Патент Р.Ф. 2213825. МПК Е01С 19/27. Заявл. 29.11.2001. Опубл. 10.10.2003. Открытие. Изобретения. Бюл. №28.

23. Захаренко A.B. Пермяков В.Б. Белов В.В., Бардаш P.A., Журавлев A.B. Валец дорожного катка 2227189 МПК Е01С. 19/27. Заявл. 17.04. 2002. Опубл. 10.11.2003. Открытия. Изобретения. Бюл. №31.

24. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. Валец дорожного катка/ МПК 19/18.1989. A.C. СССР 1571125.

25. Пермяков В.Б., Ахилбеков М.Н., Вигилянский В.А., Захаренко A.B. Дорожный каток/ МПК Е01С 19/28, В26В 13/02, 1988. A.C. СССР

1470833.

26. Захаренко A.B., Шаяхметов Б.З., Пермяков В.Б. Дорожный каток/ МПК 19/26, Е01С 19/28, 1989. A.C. СССР 1587725.

27. Пермяков В.Б., Захаренко A.B., Ахилбеков М.Н. Рабочий орган асфальтоукладчика A.C. СССР №1565935, МПК Е01С 19/48, Заявл.

03.02.87. Опубл. 23.05.90.

28. Пермяков В.Б., Захаренко A.B., Прокопец B.C. Способ возведения термопластичных покрытий при отрицательных температурах./ A.C. СССР №1685103, МПК Е01С 7/24. Заявл. 21.11.89 Опубл. 15.07.91. Для служебного пользования.

29. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. Способ возведения асфальтобетонного покрытия/ A.C. СССР №1636500, МПК Е0СС 19/48. Заявл.

12.02.88. Опубл. 23.03.91.

30. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. К вопросу обоснования величины контактных давлений при уплотнении асфальтобетонных смесей / Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В. Куйбышева. - Омск, 1987. - 7 с. - Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, № 159 - сд. 87.

31. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. Влияние макроструетуры на процесс уплотнения асфальтобетонной смеси / Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В. Куйбышева. - Омск, 1987. - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭстроймаш. № 158. - сд. 87.

32. Пермяков В.Б., Захаренко A.B. Классификация направлений повышения эффективности использования средств уплотнения / Труды 1-го Центрально- Азиатского геотехнического симпозиума. В2Т., Т.2. Астана, Казахстан: 2002. С. 774-775.

33. Захаренко A.B. Методики расчета параметров вибрационного гидрошинного катка и катка саморегулирующего контактные давления // Материалы международной научно-технической конференции, «Интер-строймех - 2004». ВГАСУ. Воронеж, 2004.С.82-86.

34. Захаренко A.B. Новые конструкции дорожных катков // Материалы международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2004». ВГАСУ. Воронеж, 2004.С.80-82.

35. Захаренко A.B. Гидрошинный вибрационный дорожный каток // Сборник научных трудов второй международной научно-практической конференции «Автомобильные дороги и транспортные машины: проблемы и перспективы развития». КАДУ, Алма-Ата. 2004.С.129.

36. Захаренко A.B. Теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия вальцов различных конструкций с фунтовой средой / Сборник научных трудов государственного научно-исследовательского института строительных конструкций. Госстрой Украины. Выпуск 61. В 2Т.Т.1. «Механика грунтов, геотехника, фундаментосгроение» Киев 2004.С.92-97, Сборник включен в список разрешенных для опубликования результатов диссертационных работ (Бюллетень ВАК Украины, 1999. №4).

37. Захаренко A.B. Нетрадиционные физические эффекты для интенсификации уплотнения грунтов II Труды международной геотехнической конференции посвященной году Российской Федерации в республике Казахстан. 2004. Алма-Ата.С.258-261.

38. Пермяков В.Б., Захаренко A.B., Савельев C.B. Экспериментальные дорожные катки для работы в условиях Сибири и Крайнего Севера / материалы 43- международной научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и крайнего Севера», Омск, 2003. С. 210-211.

39. Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных положительных и отрицательных (до минус 10°С.) температурах воздуха./ Минтрансстрой СоюзДорНИИ. - JL, 1989.-55 с.

40. Научно-методические проблемы разработки конструкций перспективных катков для строительства автомобильных дорог Отчет о НИР (заключит). / Сибирская государственная автомобильнд-дорожная академия (СибАДИ); рук. Захаренко A.B. № Г.Р. 01200012159 0мск,2000.с.49.

41. Поиск новых физических закономерностей для интенсификации процесса уплотнения грунта и разработки базовых конструкций уплотняющих машин нового поколения. Отчет о НИР. (промежуточный:) 1 и 2 этапы Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ); рук. Захаренко A.B. №Г.Р, 01200303472 Омск 2004.С.37.

42. Создание научно - технической продукции согласно техническому заданию на изготовление вибрационного гидрошинного катка на базе ДУ-98:Отчет о НИР (промежуточный) / Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ); рук. Захаренко AB. № ГР 01200115927 Omck.2001.C41.

43. Внедрение энергосберегающей технологии уплотнения дорожно-строительных материалов с применением бандажей саморегулирующих контактные давления: Отчет о НИР (заключит). / Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ); рук. Захаренко A.B. -№ГР01990011402. - Омск. 2004,С.22

44. Проведение научно-исследовательских работ по разработке конструктивной схемы и выбору основных параметров прицепного катка к трактору типа Т-10: Отчет о НИР (промежуточный) / Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ); рук. Захаренко A.B. №Г.Р. 01200303477 Омск.2004С.21.

45. Разработка и внедрение конструктивной схемы и выбор основных параметров катка с прерывистой рабочей поверхностью для уплотнения дорожно-строительных материалов; отчет о НИР (промежуточный)/ Сиб. автомоб. -дор. ин-т (СибАДИ); Руководитель Пермяков В.Б.; отв. Исполнитель Захаренко A.B. - №ГР 01890007873. - Омск, 1988. - 46 с.

Подписано к печати «05» декабря 2005т Формат 60x90 1/16/ Бумага писчая. Отпечатано на дупликаторе Уел П. Л. 2,79. Уч -изд 2,66. Тираж 120 Заказ №264

ПО УМУ СибАДИ Омск, пр. Мира, 5

г

I

t

I

I

(

>

$26089

РНБ Русский фонд

2006-4 29578

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ УПЛОТНЕНИЯ

1.1. Физика и характеристики процесса уплотнения материалов

1.2. Контроль характеристик уплотнения материалов

1.3. Взаимодействие вальцов катка с уплотняемым материалом

1.4. Конструкции дорожных катков

1.5. Цель и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИЧЕСКОГО И ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Статическое уплотнение 48 2.1.1 .Асфальтобетонные смеси. Методика лабораторных исследований

2.1.1.1. Влияние скорости деформирования асфальтобетонной смеси на сопротивление деформированию

2.1.1.2. Влияние структуры смеси на сопротивление деформированию

2.1.1.3. Влияние температуры асфальтобетонной смеси на сопротивление деформированию

2.1.1.4. Определение значений предела прочности, модуля деформации уплотняемого материала и давлений катка в процессе укатки

2.1.1.5. Определение сдвиговых характеристик асфальтобетонных смесей

2.1.1.6. Зависимость сопротивления деформированию асфальтобетонных смесей от направления действующего усилия

2.1.2. Связные грунты. Методика лабораторных иследованний

2.1.3. Зависимость сопротивления деформированию связных грунтов от направления действующего усилия

2.2. Вибрационное уплотнение

2.2.1. Скальный и несвязный грунт. Методика производственного эксперимента

2.3. Выводы по главе

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ

3.1. Классификация направлений совершенствования средств уплотнения и их конструкций

3.2. Применение постоянного электрического поля для активизации уплотнения грунта

3.3. Состояние текучести уплотняемого материала под действием нормальных и касательных напряжений

3.4. Исследование взаимодействия ведущего и ведомого вальцов катка с уплотняемым материалом

3.5. Взаимосвязь параметров катка и толщины слоя уплотняемого материала

3.6. Обоснование рабочей скорости и амплитуды колебаний вальцов

3.7. Определение требуемого числа проходов катка

3.8. Определение характеристик уплотнения материала в процессе укатки

3.9. Управление вектором силового воздействия вальца

3.10. Управление процессом укатки

3.11. Выводы по главе

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 153 4.1. Катки саморегулирующие уплотняющие давления 154 4.1.1. Катки саморегулирующие уплотняющие давления от прохода к проходу (многопроходные)

4.1.1.1. Методика расчета параметров

4.1.1.2. Конструкции экспериментальных образцов

4.1.1.3. Методика проведения производственных испытаний

4.1.1.4. Результаты производственных испытаний

4.1.2. Каток однопроходного уплотнения

4.2. Каток на авиационных шинах

4.3. Вибрационный гидрошинный каток

4.3.1. Конструктивная схема вибрационного гидрошинного вальца

4.3.2. Методика выбора параметров

4.3.3. Типы жидкостей для шин

4.3.4. Выбор шин

4.3.5. Обоснование величины давления в шинах

4.3.6. Масса вальца и катка, направление приложения возмущающей силы, частота и амплитуда вибрации

4.3.7. Основные параметры катка

4.4. Тяжелый прицепной вибрационный каток для укатки скального, связного, несвязного грунтов

4.4.1. Конструкция катка

4.4.2. Методика расчета

4.4.3. Результаты расчета параметров

4.5. Уплотняющие средства с использованием электрического поля

4.6. Выводы по главе 225 5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

5.1. Устройство контроля уплотнения

5.2. Устройство очистки вальца от налипающего грунта

5.3. Бандаж к вальцу дорожного катка

Процесс уплотнения является одним из наиболее важных в дорожном строительстве, так как достигнутый коэффициент уплотнения комплексно определяет прочность и устойчивость всего сооружения к воздействию природно-климатических и эксплуатационных факторов. В настоящее время неблагоприятное влияние природно-климатических факторов усиливается. Например, участились резкие суточные колебания температуры и влажности. В связи с возрастанием масс и скоростей движения транспортных средств, динамические нагрузки на дорожную конструкцию постоянно увеличиваются. Поэтому требования к уплотнению становятся жестче, что в свою очередь стимулирует развитие теоретических исследований в этом направлении и совершенствование на их основе конструкций дорожных катков, как самого распространенного уплотняющего средства.

Прогресс в конструкциях дорожных катков сегодня сдерживается следующей проблемной ситуацией, возникшей в развитии теории уплотнения.

Исследованиями профессоров Н. Н. Иванова, Н. Я. Хархуты, Я. А. Калужского, О. Т. Батракова [1,2,3,4] и др. установлено, что в процессе уплотнения изменяются свойства материала. Делаются важные выводы о том, что для эффективного уплотнения параметры катка должны им соответствовать, что необходим постоянный, оперативный и достоверный контроль этих свойств в ходе уплотнения. Однако данных об изменении свойств в течение всего процесса уплотнения недостаточно (определены только для асфальтобетонных смесей типов А и В предел текучести, вязкость, и модуль деформации). В основном имеются экспериментально найденные начальные и конечные значения модуля деформации, прочности, сцепления, и начальные значения угла внутреннего трения для статической укатки. Для вибрационной укатки нет и этих данных, как нет методик экспериментального и теоретического их определения. Кроме названых выше, нужны и такие характеристики уплотнения, как коэффициенты сцепления и сопротивления качению, данных по которым тоже недостаточно.

Большой вклад в теорию уплотнения представляют исследования профессора В. Б. Пермякова [5], показавшего, что в качестве наименьшего значения уплотняющих давлений о может быть принят предел текучести от уплотняемого материала, при котором «рост остаточных деформаций h опережает рост напряжений». Наибольшие создаваемые значения о не должны превосходить предел прочности. При этом не преследуется цель достижения эффекта текучести. Уделяя основное внимание создаваемым напряжениям под рабочим органом, автор не ставит задачи одновременно с ними создания при уплотнении деформации hy, при которой и осуществляется полностью состояние текучести. Упоминается лишь о зависимости предела текучести от той деформации, «за пределами которой нарушается линейная связь между напряжением и деформацией». Строго говоря, под «условным пределом текучести», о котором говорится в его исследованиях, нужно понимать предел пропорциональности. Кроме нормальных к поверхности материала давлений о, каток создает и касательные т, тоже влияющие на уплотнение.

Выявлено, что они интенсивно убывают по толщине слоя и значения их, по сравнению с нормальными, не велики. Однако и сопротивляемость материала сдвигу тоже мала, что иногда вызывает возникновение поперечных трещин на покрытии. Величину этих давлений и соответствующих им деформаций еще никто не нормировал.

Существующие методики расчета и конструкции катков не предусматривают регулирование уплотняющих и касательных давлений, таким образом, соответствие свойств материала и параметров катка нарушается. Известные сегодня средства контроля уплотнения [6,7,8,9,10] регистрируют только одну из его характеристик, чаще всего лишь косвенно с ним связанную, что является причиной значительных погрешностей и не позволяет судить об эффективности процесса. Необходимо обосновать новый принцип контроля, не только оценивающий напряженно-деформированное состояние материала, но и позволяющий получить информацию об эффективности и характеристиках уплотнения.

В работах Н. Я. Хархуты, JI. В. Гобермана, В. В. Гуськова [11,12,13] установлено, что ведущий и ведомый вальцы по-разному взаимодействуют с материалом, однако существующие методики расчета этого не учитывают. В дорожном строительстве широко используются тонкие слои материалов, например, при устройстве поверхностной обработки. При этом до сих пор не определено, какой слой для катка является тонким и как взаимосвязаны минимальная толщина слоя, параметры катка и свойства материала.

Современные катки, экстенсивно развиваясь, подошли к своему пределу по энерговооруженности и массе, например, вибрационные катки ВК-24 ООО «ЧТЗ - УралТрак», С А 602 РД - «Dynapac» - 220 кВт, 24 т и 142 кВт, 19 т соответственно. Масса пневмошинных катков и того больше, имеются данные о двухсоттонных экземплярах [14]. Эксплуатация таких машин весьма затратна и ощутимо сказывается на стоимости возведенных объектов. Дальнейший прогресс становится невозможным без осмысления сложившейся ситуации и выбора направлений совершенствования конструкций. Сегодняшнее положение является следствием того, что в конструкции катков традиционно используются всего три физических эффекта:

- сила тяжести (со времен строительства дорог империи Александра Македонского и Римской империи);

- вибрация (с 30-х годов прошлого столетия);

- удар.

Необходим поиск новых, нетрадиционных для уплотнения физических эффектов. На основании изложенного становится ясно, что развитие теории уплотнения и совершенствование конструкций дорожных катков приобретают особую актуальность.

Целью исследования является теоретическое и экспериментальное обоснование параметров и режимов работы дорожных катков.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности изменения в процессе уплотнения характеристик применяемых материалов;

- разработать классификацию направлений совершенствования конструкций уплотняющих средств;

- найти и использовать нетрадиционные для уплотнения физические эффекты (текучесть материала под действием нормальных и касательных напряжений, электроосмос);

- теоретически и экспериментально исследовать взаимодействие ведомого и ведущего вальцов катка с уплотняемым материалом, выявить недостатки существующих конструкций и методик их расчетов;

- предложить конструкции перспективных катков и методики их расчета, а также усовершенствовать существующие, с учетом изменяющихся при уплотнении характеристик материала;

- теоретически обосновать конструкцию устройства для исследования характеристик процесса уплотнения и его контроля, позволяющую оценить напряженно-деформированное состояние материала;

- изготовить опытные образцы перспективных катков на ведущих заводах страны; провести испытания с целью подтверждения разработанных теоретических положений.

Объект исследования. Конструкторско-технологическая система «дорожный каток-уплотняемый материал».

Предмет исследования. Закономерности взаимодействия вальцов катка с уплотняемым материалом.

Методологическая база исследований. Законы физики, математики, теоретической механики, механики грунтов, вязкопластических и не вполне упругих тел. Фундаментальные положения теории колесного движителя и дорожно-строительных материалов. Методы статистической обработки результатов исследований и решения изобретательских задач.

Достоверность теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментальных работ в лабораторных и производственных условиях, проведенных с использованием современного оборудования, адекватностью результатов теоретических и экспериментальных, исследований (погрешность составляет 12-16%), сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.

Научная новизна состоит в следующем. Результаты исследований в совокупности составляют вклад автора в развитие теории уплотнения и. изучение направлений совершенствования конструкций дорожных катков. Получены следующие новые результаты:

- созданы методы расчета, предложены методики экспериментального определения и установлены изменяющиеся в ходе достижения нормативной плотности значения характеристик статического и вибрационного уплотнения (ат, Е, f, ф, р, С) материалов;

- разработана классификация направлений совершенствования средств уплотнения;

- обоснована необходимость поиска и найдены нетрадиционные для уплотнения физические эффекты (текучесть материала под действием нормальных и касательных напряжений, электроосмос). Разработаны теоретические основы их применения;

- созданы конструкции перспективных катков и методики их расчета, а также усовершенствованы существующие, с учетом характера взаимодействия вальца ( ведущий, ведомый ) с уплотняемым материалом;

- предложен новый принцип и разработана новая конструкция устройства, оценивающего напряженно-деформированное состояние для исследования характеристик и контроля процесса уплотнения материала.

Практическая значимость исследований заключается в следующем:

- разработаны методы расчета, методики экспериментального определения и установлены изменяющиеся в ходе уплотнения характеристики материалов (ст, Е, f, ф, р, С), необходимые при выборе параметров катков;

- применены нетрадиционные для уплотнения физические эффекты, повышающие его эффективность;

- созданы конструкции перспективных катков и методики их расчета, усовершенствованы существующие;

- разработана новая конструкция устройства для определения характеристик процесса уплотнения и его контроля.

Личный вклад автора заключается в формулировании идеи работы и ее цели, в выполнении теоретических и большей части экспериментальных исследований, анализе и обобщении их результатов; в руководстве и непосредственном участии во внедрении в производство разработанных конструкций катков и устройств.

Автор выражает благодарность профессору, доктору технических наук Пермякову В.Б. за ценные советы и методическую помощь при подготовке диссертации.

Автор защищает: методы теоретического расчета и методики экспериментального определения изменяющихся значений характеристик уплотнения дорожно-строительных материалов; предположенные нетрадиционные для уплотнения физические эффекты и теоретические основы их применения;

- обоснование величины нормальных и касательных напряжений и соответствующих им деформаций, обеспечивающих эффект текучести материала при уплотнении;

- правило эффективного деформирования уплотняемого материала касательными напряжениями, устанавливающее их связь с соответствующими пределами текучести и прочности;

- обоснование величины потенциала внешнего электрического поля для осуществления электроосмоса при уплотнении связных грунтов;

- методики расчета и конструкции перспективных катков; новый принцип, оценивающий напряженно-деформированное состояние материала, для исследования характеристик процесса уплотнения и его контроля.

Реализация результатов исследований. Опытные образцы катков, саморегулирующих свои уплотняющие давления были внедрены в «Сибагро-промдортехцентре» в г. Омске 1987-1991. Это прицепные катки с прерывистой рабочей поверхностью для укатки грунтов и щебня (2 шт.), а также самоходные катки для укатки асфальтобетонных смесей на базе ДУ-47А и ДУ-25А (3 шт.). Прицепной каток с прерывистой рабочей поверхностью для укатки грунта, изготовленный в опытном производстве ОАО «ЦНИИС», эксплуатировался на строительстве МКАД. Самоходный каток для укатки грунта, саморегулирующий свои уплотняющие давления с бочкообразным вальцом на базе тяжелого катка ДУ-58, был изготовлен и испытан в мае 2004 г совместно с ГУП «Алтайавтодор» и ДРСУ-4 «Омскавтодор». В двух вариантах аналогичный каток ДУ-107 для уплотнения асфальтобетонных смесей в декабре 2004г изготовлен ЗАО «Раскат» - ведущим производителем уплотняющей техники России. Первый вариант с бочкообразным ведущим вибрационным неуправляемым вальцом, второй - с бочкообразным статическим управляемым вальцом.

В настоящее время ЗАО «Раскат» также ведется изготовление опытного образца вибрационного гидрошинного катка. По результатам исследований автора ООО «ЧТЗ - УралТрак» ведет изготовление опытных образцов тяжелых катков: самоходного модернизированного ВК - 24М и прицепного челночного для укатки скального, связного и несвязного грунтов.

Методики расчета параметров катков внедрены ЗАО «Раскат» и ООО «ЧТЗ - УралТрак». Методики расчета модулей деформации и упругости уплотненного слоя на основе экспериментально определенной длины дуги контакта вальца ir материала внедрены в ОАО «Иркутский ГипроДорНИИ».

Некоторые результаты исследования процесса уплотнения асфальтобетонных смесей приведены во всесоюзных нормативно-технических рекомендациях [15], развивающих СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги. Основные положения работы применяются в курсовом, дипломном проектировании, чтении лекций.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на областной научно-технической конференции «Совершенствование технологических процессов приготовления дорожной продукции» (Ростов-на -Дону, 1985 г); на «Первом Центрально-Азиатском геотехническом симпозиуме» (Астана, 2000г); на Всероссийских конференциях по научному сопровождению строительства автомобильной дороги «Чита - Хабаровск» (Иркутск, 2001,2002 гг.); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения надежности и долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений на них» (Барнаул, 2003г); на Международной геотехнической конференции, посвященной году РФ в Казахстане (Алма-Ата, 2004г); на второй международной научно-практической конференции КАДУ «Автомобильные дороги и транспортные машины: проблемы и перспективы развития» (Алма-Ата, 2004г); на международной научно-технической конференции «Интерстроймех — 2004» (в Воронеже); на пятой международной научно-технической конференции «Механика грунтов, геотехника и фундаментостроение» (Одесса, 2004г); на ежегодных научно-технических конференциях СибАДЩ 1997-2004); на заседаниях научно-технических советов: ЗАО «Раскат» (Рыбинск, 2001-2004гг.) и ООО «ЧТЗ -УралТрак» (Челябинск, 2003-2004 гг.), ФГУП «СоюзДорНИИ» (Балашиха, 2003-2004 гг.); на заседаниях объединенного семинара кафедр «Технология и механизация строительства», «Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия» Алтайского государственного технического университета (Барнаул, 2003-2004 гг.).

Публикации. Из 56 опубликованных работ, основные положения диссертации отражены в 45, включая:

- статьи в центральных журналах - 17;

- а. с. и патенты - 12;

- депонированные статьи - 2;

- доклады на международных конференциях - 7;

- всесоюзные рекомендации - 1;

- отчет о НИР - 6.

Структура и объем диссертации. Работа содержит: введение, 5 глав, выводы и рекомендации. Изложена на 320 страницах машинописного текста, включает 81 рисунок, 29 таблиц, список литературы 224 наименования и 5 приложений.

Выводы и рекомендации

Проведенные теоретические и экспериментные исследования позволяют сделать следующие выводы и рекомендации.

1. На основе оригинальных методик, лабораторными, производственными экспериментами и теоретически установлены закономерности изменения в процессе уплотнения свойств и характеристик применяемых материалов:

- рациональных температур уплотнения горячих асфальтобетонных смесей типов А и В легким, средним и тяжелым катками статического действия (табл. 2.4.);

- значений пределов прочности и текучести, модуля деформации и уплотняющих давлений для вышеназванных смесей и катков (табл. 2.5, 2.6);

- значений угла внутреннего трения и сцепления указанных смесей (табл. 2.7);

- зависимости сопротивления деформированию асфальтобетонных смесей типов Аи В от направления действующего усилия (рис. 2.8.);

- предела прочности, модуля деформации, угла внутреннего трения (для начала укатки) и уплотняющих давлений при статическом уплотнении связных грунтов с наибольшей плотностью скелета 1.76 и 1.82 г/см3 при оптимальной влажности 19 и 17% (табл. 2.8.);

- зависимости сопротивления деформированию от направления действующего усилия для связных грунтов с наибольшей плотностью скелета 1.78 и 1.87г/см3 при оптимальной влажности 17 и 13% (рис. 2.12. 2.13.);

- характеристик вибрационного уплотнения несвязного и скального грунтов: пределы прочности и текучести, модуль деформации, угол внутреннего трения, сцепление, коэффициенты сцепления и сопротивления качению (табл. 2.9,2.10.).

2. Разработана классификация направлений совершенствования конструкций средств уплотнения. Классификация включает в себя направления (основные теоретические положения) усовершенствования, возможные варианты их осуществления (локальное применение основных теоретических положений к группам конструкций) и формы воплощения (конструкции уплотняющих средств).

Установлено семь направлений усовершенствования:

- контроль характеристик уплотнения в ходе достижения нормативной плотности;

- регулирование уплотняющих давлений;

- регулирование времени воздействия на уплотняющий материал;

- снижение сопротивления деформированию уплотняемых материалов;

- комплексное силовое воздействие на уплотняемый материал;

- увеличение числа воздействий на материал за один проход уплотняющего средства;

- использование нетрадиционных для уплотнения физических эффектов.

Предложенная классификация является инструментом теоретического исследования и позволяет:

- увидеть в целом все существующее многообразие конструкций уплотняющих средств, выявить их внутренние связи и тенденции развития;

- установить перспективные (в данных условиях) направления усовершенствования конструкций;

- совершенствовать известные, целенаправленно создавать и прогнозировать появление новых конструкций уплотняющих средств.

3. Найдены и применяются в методиках расчета и конструкциях катков нетрадиционные для уплотнения дорожно-строительных материалов физические эффекты: состояние текучести материала под воздействием нормальных и касательных напряжений и электроосмос. Состояние текучести в материале под действием нормальных и касательных напряжений осуществляется при условиях (3.11), (3.12) и позволяет снизить энергозатраты на уплотнение, полностью реализуя деформационные резервы материала без опасности разрушения. Электроосмос, применяемый совместно с воздействием уплотняющего средства оказывает благотворное влияние на уплотнение связных грунтов, уплотнение которых традиционными средствами (статическими и вибрационными катками) всегда представляло немалую трудность.

Установлена зависимость основного параметра электроосмоса - потенциала внешнего электрического поля от изменяющихся характеристик уплотнения материала и параметров уплотняющего средства. Предложены формулы для его определения при уплотнении виброкатком (3.7) и виброплитой (3.9) связного грунта оптимальной влажности, с условием равенства скоростей движения жидкости в капиллярах грунта и скорости его деформирования рабочими органами.

Как показывают расчеты, применительно к катку ДУ-94 величина потенциала электрического поля составляет 61,3 В. При влажности выше оптимальной процесс уплотнения затрудняется, но электроосмотическое движение жидкости в грунте происходит более активно. Следовательно, при этом целесообразно поддерживать скорость движения жидкости выше скорости развития деформации. Тогда влажность под вальцом будет снижаться, приближаясь к оптимальной. При влажности ниже оптимальной, ухудшаются условия и уплотнения и электроосмоса. Если последний все-таки возможен, то нужно сохранять равенство скоростей жидкости и деформации. Если в этих условиях поменять полярность (катод вверху, анод внизу), то жидкость поднимется по капиллярам, ликвидируя дефицит влаги в верхней части уплотняемого слоя, и улучшит условия для уплотнения там, где под рабочим органом реализуется большая часть деформаций. При этом необходимо поддерживать скорость жидкости выше скорости развития деформации. В этом случае поток жидкости успеет пройти по капиллярам до возникновения встречной волны деформаций от вальца. Осушенная нижняя часть слоя, в свою очередь, подтянет влагу из глубины грунта за счет осмоса и возникшего отрицательного давления в капиллярах.

В целом, совместное воздействие электроосмоса и уплотняющей нагрузки положительно влияет на уплотнение и требует дальнейших исследований.

4. Проанализировано взаимодействие ведущего и ведомого вальцов катка с уплотняемым материалом. С учетом создания в уплотняемом материале состояния текучести под воздействием развиваемых статическим или вибрационным вальцом нормальных и касательных напряжений, впервые отдельно для ведущего и ведомого вальцов обоснованы зависимости для определения:

- величины и глубины начала волнообразования (3.22), (3.23), (3.22*), (3.23*) в материале;

- минимальной (3.22), (3.23); и максимальной (3.49), (3.53), (3.54) толщин уплотняемого слоя;

- коэффициентов трения качения (3.24), (3.25);

- коэффициентов сопротивления качению (3.26), (3.27);

- радиусов вальцов(З.ЗО), (3.31);

- уплотняющих давлений (3.34), (3.35), при различных режимах деформировании материала (3.38), (3.39);

- коэффициента сцепления (3.43)-(3.45) и крутящего момента двигателя (для ведущего вальца) (3.46);

- рабочей скорости (3.58),(3.61) и амплитуды колебаний вальцов (3.59);

- соотношения рабочей скорости катка и скорости деформирования материала штампом испытательной машины при проведении лабораторных исследований (3.63);

- требуемого числа проходов (3.64)-(3.68);

- характеристик уплотнения материала в процессе укатки (3.70)-(3.84), (3.86), (3.87);

- параметров управления вектором силового воздействия вальца и процессом укатки (3.93)-(3.95), (3.103), (3,106)-(3.111).

Выявлены недостатки существующих конструкций катков и методик их расчета:

- не учитываются закономерности изменения в процессе достижения нормативной плотности характеристик уплотнения материала;

- не учитываются различия взаимодействия с материалом ведущего и ведомого вальцов;

- не обеспечивается снижение сопротивления материала деформированию за счет создания и поддержания в нём состояния текучести на протяжении всего процесса укатки.

5. Применяя разработанную классификацию направлений совершенствования конструкций уплотняющих средств и с учетом необходимости устранения вышеназванных недостатков предложены методики расчета и усовершенствованные конструкции дорожных катков:

- саморегулирующие уплотняющие давления от прохода к прохода (многопроходные) с рабочей поверхностью в виде ребер и кулачков, а также бочкообразные с гладкой поверхностью для уплотнения основных видов дорожно-строительных материалов (асфальтобетонные смеси, связные грунты, щебень). Проведенные испытания показали, что даже в статическом варианте катки способны обеспечить достижение нормативной плотности материала, начиная от свежеотсыпаного состояния без дополнительной балластировки или замены на более тяжелые катки;

- саморегулирующие уплотняющие давления в течение одного прохода на протяжении дуги контакта рабочего органа и материала (однопроходные), позволяющие обеспечить нормативную плотность за один проход;

- каток на авиационных шинах, обеспечивающий принудительное регулирование уплотняющих давлений в течение всего прохода уплотнения, начиная от свежеотсыпаного состояния материала, за счет регулирования давления в шинах до 3,8 МПа. Современные авиационные шины выдерживают контрольно-разрушающее давление свыше 5,4 МПа, этого с большим запасом достаточно для проведения всего процесса укатки одним катком;

- вибрационный гидрошинный каток. Впервые объединяет преимущества вибрационных и пневмошинных катков в одном рабочем органе. Универсален, обладает наилучшими адаптационными возможностями. Обеспечивает весь процесс укатки до достижения нормативной плотности любых материалов;

- тяжелый прицепной вибрационный каток для уплотнения скального, связного, несвязного грунтов. Каток снабжен вибратором направленного действия, позволяющего регулировать направление возмущающей силы. Разработана особая конструкция сцепного устройства, это обеспечивает челночную (вместо кольцевой) схему движения катка и исключает необходимость периодического устройства съездов с земляного полотна. Впервые предусмотрена возможность управления вектором силового воздействия вальца за счет его дозированного перекоса относительно направления движения катка;

- электроуплотняющие средства (статический и вибрационный катки и виброплита). Впервые сделана попытка применить в конструкции уплотняющего средства электроосмос - нетрадиционный для уплотнения физический эффект. И тем самым поднять эффективность уплотнения связных грунтов - одного из самых трудноуплотняемых материалов. Установлена зависимость потенциала внешнего электрического поля от характеристик уплотнения материала и параметров уплотняющего средства. Предложено регулировать скорость электроосмотического движения жидкости в грунте в зависимости от его влажности. Приведен расчет величины внешнего электрического поля (61,3 В.) для катка ДУ-94.

Конструкции катков запатентованы, или поданы заявки на изобретения. Усовершенствованы существующие методики расчета параметров катков за счет применения разработанных теоретических положений.

6. Для непрерывного и достоверного контроля эффективности деформирования, исследования характеристик уплотнения дорожно-строительных материалов и управления процессом уплотнения, предложена конструкция устройства контроля уплотнения. В его основу положен новый принцип отслеживания и оценки напряженно-деформированного состояния материала в режиме текучести под воздействием создаваемых рабочим органом нормальных и касательных напряжений

Предложена новая конструкция бандажа к вальцу дорожного катка, состоящая из шарнирно соединенных между собой элементов. Таким образом, облегчается процесс сборки-разборки и исключается, в отличие от существующих конструкций, применение грузоподъемной техники.

Разработано новое устройство очистки вальца от налипающего грунта для вальцов с уплотняющими элементами (ребрами, кулачками), расположенными под углом к направлению движения катка. Разработанная конструкция проста, не имеет привода, нестандартных комплектующих и обеспечивает высокую эффективность очистки.

7. На ведущих заводах страны ЗАО "РАСКАТ" (г.Рыбинск), ООО "ЧТЗ - УралТрак" (г.Челябинск), на опытных производствах ОАО "ЦНИИС" (г.Москва), "Сибагропромдортехцентра" (г.Омск), ЗАО "КОНТЭП" (г.Омск) были изготовлены и изготовляются опытные образцы (9 шт.) усовершенствованных катков (четыре конструкции из семи разработанных). Готовится серийное производство катка ДУ-107 с бочкообразным вибрационными и статическим вальцами, саморегулирующими уплотняющие давления в ЗАО "РАСКАТ". Проведенные испытания подтвердили основные теоретические положения, погрешность результатов не превышает 12-16%. С целью дальнейшего развития теоретических воззрений, усовершенствования методик расчета параметров и прогресса конструкций дорожных катков работы будут продолжены.

Направления дальнейших исследований

По мнению автора, в дальнейшем необходимо продолжить исследования по углублению теоретических основ уплотнения на криволинейных и не горизонтальных участках, описать пятно контакта, разработать обобщенную методику расчета параметров катков всех типов, изучить взаимодействие с материалом гусеницеподобного рабочего органа уплотняющего средства, сосредоточиться на расширении применения найденных нетрадиционных для уплотнения физических эффектов и обосновании применения инфразвука, создать банк данных по вибрационным и статическим характеристикам уплотнения материалов, продолжить внедрение разработанных конструкций катков и создать новые.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа является законченным научным исследованием. Обоснована и решена крупная научно-техническая проблема повышения эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов, связанная с разработкой новых аспектов теории уплотнения и совершенствованием конструкций дорожных катков.

1. Иванов Н.Н., Пузаков А .Я., Тулаев А.Я., Андрулионис Е.П. Строительство автомобильных дорог. Часть 1. - М.: Транспорт, 1969. -310 с.

2. Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов. J1.: Машиностроение, 1973.- 175 с.

3. Калужский Я.А., Батраков О.Т. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд. М.: Транспорт, 1970. - 160 с.

4. Батраков О.Т., Сиденко В.М. Организация дорожно-строительных работ. М.: Транспорт, 1966. - 127 с.

5. Пермяков В.Б. Совершенствование теории, методов расчета и конструкций машин для уплотнения асфальтобетонных смесей: Дис. .докт. техн. наук. Омск, 1990.-412 с.

6. Устройство для контроля степени уплотнения дорожно-строительных материалов. Н.В. Вощинин, В.А. Смоленцева. А.С. СССР № 746020, Е 01С23/01. Опубл. 07.07.80. Бюллетень №25.

7. Номенклатура продукции фирмы CATERPILLAR 2002/2003г. Рекламный проспект. 109С.

8. Устройство для контроля уплотнения дорожно-строительных материалов в процессе укатки / Головнин А.А., Ташкеев В.В., Дмитриев А.В., Першин А.И. А.С. СССР. № 1449618, Е 01 С 23/07.

9. Устройство к дорожным каткам для контроля за равномерностью и степенью уплотнения укатываемой полосы. Рихтер В.А. и др. А.С. СССР. № 185361, Е 01 С 23/07.

10. Устройство для контроля степени уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов. Ткачев А.И., Захаров Ю.И. А.С. СССР № 1038400, Е 01 С 23/07.

11. Хархута Н.Я. и др. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчет. — Л.: Машиностроение, 1968.-416 с.

12. Гоберман J1.A. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1988. -464с.

13. Гуськов В.В., Велев Н.Н., Атаманов Ю.Е. и др. Тракторы: теория. Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1988. - 376 с.

14. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг А.А. и др. Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1972. - 504 с.

15. Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных положительных и отрицательных (до минус 10°С) температурах воздуха./ Минтрансстрой, СоюзДорНИИ. JL, 1989.-55 с.

16. Бируля А.К. К теории уплотнения грунтов // Исследования по проектированию и строительству асфальтобетонных дорог: Сб. науч. тр./ ХАДИ. Харьков, 1959. - вып. 20. - с. 3 - 18.

17. Черкасов И.И. Механические свойства грунтов в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1976. - 247 с.

18. ГОСТ 12801- 98. Смеси асфальтобетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон. Методы испытаний. М., 1998. - 34 с.

19. ГОСТ 22733 2002 - Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. - М., 2002. - 30с.

20. А.С. СССР 568698, МПК Е 01 С 19/48 Устройство для контроля степени уплотнения битумоминеральных смесей в процессе укатки./ Н.Г. Фридрих, И.С. Котов, Е.П. Павлов и др. № 2330602/33; Заявл. 01.03.76 Опубл. 15.08.77.

21. А.С. СССР 1038400, МПК Е 01 С 23/07 Устройство для контроля степени уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов /

22. А.И. Ткачев, Ю.Н. Захаров. № 3384636/29-33 Заявл. 28.01.82. Опубл. 30.08.83. // Открытия. Изобретения. 1983. № 32.

23. Шестопалов А.А. Интенсификация процесса уплотнения. асфальтобетонных смесей укаткой с вакуумированием: Автореф. дисс. докт. техн. наук. -М., 1990.- 32 с.

24. Катерпиллер. Эксплутационные характеристики. Справочник. Издание 32 Пеория, Иллинойс, США, 2001г. 433с.

25. Рекламный проспект. Бомаг. 2003. 79 с.

26. Динапак. Каталог продукции. 2005. 25 с.

27. Бабков В.Ф., Бируля А.К., Сиденко В.М. Проходимость колесных машин по грунту. М.: Автотрансиздат, 1959. - 189 с.

28. Бадалов В.В. Исследование катков при уплотнении асфальтобетонных дорожных покрытий: Автореф. дисс.канд.техн.наук. Л., 1974. - 17 с.

29. ЗЬГвоздарев В.А., Лещенко В.П. О поведении битумоминеральных материалов при действии уплотняющих нагрузок // Исследованиямашин для строительства дорожных покрытий: Сб. науч. тр. / ВНИИ-стройдормаш. М., 1974. - Вып. 66. - С. 39-44.

30. Иванов Н.Н. Строительство автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1970.-478 с.

31. Коротин О.Ю. Исследование взаимодействия пневматической шины с уплотняемым материалом: Дисс.канд.техн.наук. -М.: 1968. 197 с.

32. Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов. JL: Машиностроение, 1973. - 176 с.

33. Калужский Я.А. Напряженно-деформированное состояние грунтового уплотняемого слоя // Совещание по закреплению и уплотнению грунтов: Сб.науч.тр./ Киев, 1962. с. 277-280.

34. Сергеева Т.А. Исследования напряжений под вальцом дорожного катка при уплотнении асфальтобетонных смесей // Повышение эффективности использования машин в строительстве: Сб.науч.тр./ ЛИСИ.-Л., 1977. -№ 1(127).-С. 103-107.

35. Хархута Н.Я. Влияние давлений в шинах катков на уплотнение грунтов/ Строительные и дорожные машины. 1959. -№11.- с 23-25.

36. Бадалов В.В., Шестопалов А.А. Рациональный режим уплотнения асфальтобетонной смеси // Автомобильные дороги. 1972. - № 6. - 18с.

37. Бируля А.К. Конструирование и расчет нежестких одежд автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1964. - 317 с.

38. Вощинин Н.П. Теоретические основы процесса уплотнения грунта и дорожно-строительных материалов с энергетической точки зрения // Труды СоюзДорНИИ. М.: 1975. - Вып. 84. - с. 35-54.

39. Кацыгин В.В. Некоторые вопросы деформации почв // Вопросы сельскохозяйственной механики. Минск: Сельхозгиз, 1954. - Т. ХШ. С. 40-45.

40. Летошнев М.Н. Взаимодействие конной повозки и дороги. М.: Транспечать, 1929. - 127 с.

41. Ломанов Ф.К. Укатка асфальтобетонных покрытий. М.: Дориздат, 1943.-80 с.

42. Троицкая М.Н. Зависимость между силой и деформацией как основа расчета прочности грунтов в дорожных конструкциях // Исследование деформаций полотна автомобильных дорог. М.: Дориздат, 1947. - с. 4-45.

43. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела: Т.1.-М.: Наука, 1975.-832 с.

44. Фомин М.И. Методика выбора и определения основных параметров катка для укатки асфальтового бетона: Автореф. дисс.канд.техн.наук. Саратов, 1956. - 16 с.

45. Иванов Н.Н., Пономарев П.П. Строительные свойства грунтов. Л.: Ленгорстройиздат, 1932. - 152 с.

46. Гуськов В.В. Тракторы. Ч.Н. Теория. Минск: Вышейшая школа, 1977.-384 с.

47. Бабков В.Ф.и др. Основы грунтоведения и механики грунтов. 2-е изд., М.: Высшая школа, 1964. 366 с.

48. Бабков В.Ф. Сопротивление качению колеса по деформирующейся грунтовой поверхности // Сб. науч.тр./ МАДИ. М., 1955, Вып. 16. - С. 79-105.

49. Бабков В.Ф. Сопротивление грунтов деформированию с различными скоростями //Сб. науч.тр./МАДИ. -М., 1955, Вып. 16.-С. 107-119.

50. Ишлинский А.Ю. Прикладные задачи механики: В 2 т., Т. I. Механика вязкопластических и не вполне упругих тел. М.: Наука, 1986. - 360 с.

51. Калужский Я.А. Теория укатки грунтовых слоев земляного полотна и дорожных одежд: Автореф. дисс.докт.техн.наук. М., 1958. - 28 с.

52. Калужский Я.А. Закономерности укатки грунтовых слоев жесткими катками // Сб.науч.тр. / ХАДИ. Харьков, 1959. - Вып. 20. - С. 19-24.

53. Калужский Я.А. Напряженное состояние уплотняемого грунтового слоя // Сб.науч.тр./ХАДИ. Харьков, 1961. - Вып.25. - С. 65-69.

54. Иноземцев А.А. Битумно-минеральные материалы. Л.: Изд. лит. по строительству, 1972. - 150 с.

55. Батраков О.Т. Уплотнение грунтов и дорожных покрытий катками на пневматиках. Научное сообщение №5. Харьков, Изд. ХАДИ, 1958.

56. Батраков О.Т. Уплотнение грунтовых оснований катками на пневмошинах // Сб.науч.тр./ХАДИ. Харьков. - Вып. 17. - 1954. - С. 55-58.

57. Смоленцева В.А. Статические испытания шин с целью определения их грунтоуплотняющей способности // Сб.науч.тр./СоюзДорНИИ. -М.: 1969.-Вып. 26.-С. 41-52.

58. Лебедев А.Ф. Уплотнение грунтов при различной их влажности. М.: Стройвоенмориздат, 1949.-55 с.

59. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. М.: Госстройиздат. - 247 с.

60. Флорин В.А. Основы механики грунтов: т. 1. М.: Госстройиздат, 1959.-357 с.

61. Флорин В.А. Основы механики грунтов: т. 2. М.: Госстройиздат, 1961.-543 с.

62. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1975.-285 с.

63. Хархута Н.Я., Иевлев В.И. Реологические свойства грунтов. М.: Автотрансиздат, 1961. - 62 с.

64. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Устойчивость и уплотнение грунтов дорожных насыпей. М.: Автотрансиздат, 1964. - 216 с.

65. Хархута Н.Я., Костельов М.П. Напряжения и деформации в грунтах при ударных нагрузках // Материалы конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог/ JL: Стройиздат, 1964. С. 30-34.

66. Хархута Н.Я., Лингайтис Л.П. О выборе методов и параметров машин для уплотнения крупнообломочных грунтов // Вопросы механизации процессов укрепления и уплотнения дорожно-строительных материалов: Сб.науч.тр./ СоюзДорНИИ. М., 1975. - Вып. №48. - С. 5-14.

67. Хархута Н.Я. Вопросы теории уплотнения дорожных покрытий // Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: Сб.науч.тр./ СоюзДорНИИ. М., 1980. - С. 64-72.

68. Хархута Н.Я., Костельов М.П. Исследование волновых процессов в грунтах при ударе жестким штампом // Сб.науч.тр. / СоюзДорНИИ. -Балашиха, 1966. Вып. № 13.-С. 126-150.

69. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Деформация грунтов дорожных насыпей. М.: Автотрансиздат, 1957. - 74 с.

70. Холодов A.M. Практикум по дорожным машинам. М.: Высшая школа, 1964. - 167 с.

71. Денисов В.В., Путк А.И. Выбор некоторых параметров рабочих органов гладковальцовых катков // Сб.науч.тр. Тр. Таллинского политехнического института. Таллин, 1978. - №486. - С. 75-82.

72. Пермяков В.Б. Исследование релаксации напряжений в асфальтобетонных смесях в процессе их уплотнения // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1985. - №5. - С. 99-102.

73. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1979. - 272 с.

74. Савельев С.В., Захаренко А.В. Проблемы уплотнения дорожных материалов и возможности их решения при строительстве автомобильных дорог// Машины и процессы в строительстве: Сб. науч. тр. №3.-Омск: Изд-во СибАДИ, 2000 г С.29-31.

75. Пермяков В.Б., Дубков В.В., Седельникова Ю.С. Исследование остывания асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения различными типами катков// Машины и процессы в строительстве: Сб. науч. тр. №3.- Омск: Издательство СибАДИ, 2003 г С. 17-24.

76. Седельникова Ю.С. Влияния плотности асфальтобетонной смеси на значения объемной теплоемкости// Сборник научных трудов №4.Машины и процессы в строительстве.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2002 г.-С. 48-52.

77. Седельникова Ю.С. Пермяков В.Б. Влияния температуры и плотности асфальтобетонной смеси на ее свойства// Сборник научных трудов №4.Машины и процессы в строительстве.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2002 г.-С. 42-45.

78. Пермяков В.Б., Седельникова Ю.С. Математическая модель остывания асфальтобетонной смеси/ В.Б.Пермяков, Ю.С. Седельникова// Изв. Вузов. Строительство. 2004. №4.-С.86-91.

79. Сачук Ю.С. Исследование остывания асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения с учетом ее объемной теплоемкости// Межвузовский сборник трудов молодых ученных, аспирантов и сотрудников. Омск: СибАДИ. 2004. - Вып. 1,4-1--С. 184-190.

80. Сачук Ю.С. Определение влияния температуры и плотности асфальтобетонной смеси на изменение ее объемной теплоемкости// Сборник научных трудов №5 .Машины и процессы в строительстве-Омск: Изд-во СибАДИ, 2004 г. С.24-28

81. Пермяков В.Б., Дубков В.В Влияние температуры асфальтобетонной смеси на ее сопротивление деформированию // Тезисы докладов 2 Международной научно-технической конференции. Автомобильные дороги Сибири. /СибАДИ Омск, 1998. - С.234-236.

82. Дубков В.В. К вопросу устройства асфальтобетонных покрытий при отрицательных температурах воздуха // Тезисы докладов 2 Международной научно-технической конференции. Автомобильные дороги Сибири. /СибАДИ Омск, 1998. - С. 105-106.

83. Пермяков В.Б., Дубков В.В. Определение некоторых параметров потока строительства асфальтобетонных покрытий / Сиб. Гос. Автомоб-дор. академия. -Омск, 1999. -14с.-Деп. ВИНИТИ,№1232-В99.

84. Пермяков В.Б., Дубков В.В. К вопросу о кинетике остывания слоя асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения // Известия вузов. Строительство. 1999, №6,С 102-105.

85. Пермяков В.Б., Дубков В.В. Аналитическое исследование изменения температуры поверхности асфальтобетонной смеси в процессе уплотнения // Известия вузов. Строительство 2000, №1, С. 100-103.

86. Дубков В.В Устройство асфальтобетонных покрытий при пониженных температурах воздуха // Известия вузов. Строительство 2000, №2, С. 82-84.

87. Дубков В.В. Механизация строительства асфальтобетонных покрытий // Машины и процессы в строительстве: Сб. науч. тр. /СибАДИ. Омск, 1999. С. 18-22.

88. Пермяков В.Б., Шапошников А.В. Исследование влияния скорости деформирования на напряженное состояние асфальтобетонных смесей // Машины и процессы в строительстве: Сб. науч. тр. №3 юбилейный. -Омск: Изд-во СибАДИ, 2000. С. 36-38.

89. Шапошников А.В. Экспериментальное исследование уплотнения тонких асфальтобетонных слоев под воздействием различных факторов уплотнения // Машины и процессы в строительстве: Сб. науч. тр. №4 юбилейный. Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. - С. 102-111.

90. Шапошников А.В. К вопросу уплотнения тонких асфальтобетонных слоев //Межвузовский сборник трудов молодых ученных, аспирантов и студентов. Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. -Вып. 1,ч. 1.-С. 235-238.

91. Шапошников А.В. Исследование и анализ факторов, влияющих на качество уплотнения тонких асфальтобетонных слоев // Сборник научных трудов №5. // Машины и процессы в строительстве. Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. - С. 93-98.

92. Беляев К.В. Модель процесса уплотнения асфальтобетонной смеси / К.В.Беляев/ Машины и процессы в строительстве// СибАДИ. -Омск, 2002. №4. - С. 52-57.

93. Беляев К.В. Модель уплотнения асфальтобетонных смесей дорожными катками/ К.В.Беляев / Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. Омск: 2004. - Вып. 1, ч. 1. - С. 73-79.

94. Пермяков В.Б. Учет изменяющихся свойств асфальтобетонных смесей при их уплотнении / Пермяков В.Б., Беляев К.В./ Вестник СибАДИ// Изд-во ЛЕО.- Омск. -2004. Вып. 1. - С. 17-22.

95. Холл А.Д. Опыт методологии для системотехники. М.: Советское радио, 1975. - 448 с.

96. Vizi L. Neueste Erkentnisse in der Verdichtung bituminoser Gemische. "Bitum, Teere, Asph., Peche und verw. Staffe" Berlin, 1971. 22, 9.

97. Nijboer L.M. Plasticity as-a- factors in the dosigh of dense bituminous road corpets. 1948. p. 268.

98. Коваленко Ю.Я. Исследование самоходных вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей: Дисс.канд.техн.наук. Л., 1979.- 153 с.

99. Неклюдов М.К. Справочное пособие по механизированному уплотнению грунтов. М.: Стройиздат, 1965. - 218 с.

100. Попов Г.А., Хархута Н.Я. Выбор параметров прицепных вибрационных катков // Строительные и дорожные машины. 1972.

101. Оборудование ДУЫАРАС для уплотнения и укладки дорожно-строительных материалов. Карлскрона, Швеция, 2004, с.27.

102. Маслов А.Г. Теоретические основы вибрационного уплотнения асфальтобетонных смесей // Строительство и архитектура / Изв. ВУЗов. -Новосибирск, 1983.-С. 122-126.

103. Маслов А.Г. Эффективные рабочие органы асфальтоукладчиков // Автомобильные дороги. 1983. № 5.

104. Маслов А.Г., Пономарь В.М. Вибрационные машины и процессы в дорожном строительстве. К.: Будивельник, 1985. - 128 с.

105. Маслов А.Г. Обоснование параметров вибрационного рабочего органа асфальтоукладчика // Строительство и архитектура / Изв. ВУЗов. Новосибирск, 1980. - Вып. 7. - С. 133-139.

106. Маслов А.Г. Исследование процесса поличастотного уплотнения асфальтобетонных смесей // Строительство и архитектура / Изв. ВУЗов. -Новосибирск, 1982.-Вып. 10.-С. 132-139.

107. Ульянов Н.А. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1969. - 237 с.

108. Костельов М.П. Возможности и эффективность уплотнения виброкатками грунтов различного типа и состояния. // Дорожная техника 2004. Санкт-Петербург, 2004. С. 72-82.

109. LEBRERO Техника уплотнения дорожно-строительных материалов. Сарагоса, Испания, 1987, с. 127.

110. Le compactage: progress recents Revue Generale des Routes etdes Aerodromes. 1985. ЦНИИТЭ Строймаш, M., 1987. c.67.

111. Плутарх. Жизнеописание Александра. Кн. II / Пер. с древнегреческого Т. Алешкина. http://zhurnal.lib.ru/aleshkin-t-w/alexgrec.shtml.

112. Ложечко В.П., Шестопалов А.А. Уплотнение грунтов и асфальтобетонных смесей. Пособие по выбору уплотняющего оборудования. Первая редакция. Санкт-Петербург 2003, 78 с.

113. Гопин О.Б., Марышев Б.С. Рецензия на первую редакцию «Пособия по выбору уплотняющего оборудования». Уплотнение грунтов и асфальтобетонных смесей. СоюзДорНИИ-2003, 3 с.

114. ЗАО «Раскат» Катки из Рыбинска. Каталог продукции 2002. 2 с.

115. Уплотнение и укладка. Теория и практика. Динапак. Copyright Svedala Industri А.В. Швеция 2000. 90 с.

116. ХАММ. Номенклатура продукции. Рекламный проспект. 2002 6 с.

117. СНиП 3.06.03 85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 112 с.

118. Захаренко А.В. Определение основных параметров катка спрерывистой рабочей поверхностью для уплотнения асфальтобетона. Дисс.канд.техн.наук. Омск, 1989. - 122 с.

119. Методические рекомендации по укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей различного типа при использовании высокопроизводительных асфальтоукладчиков и катков / Минтрансстрой. СоюзДорНИИ. М., 1984. -13с.

120. Ложечко В.П., Чебунин А.Ф. К вопросу о рациональном режиме уплотнения асфальтобетонных смесей / ЛПИ. Л., 1983. - 12 с. Деп. в ЦНИИТЭ строймаш, 19.05.83. - № 475. - сд 83.

121. Партнов С.Б. Определение параметров вальцов многоцелевого назначения для моторных катков статического действия: Автореф. дисс.канд.техн.наук.-Киев, 1987.-22 с.

122. Патент РФ 1573070, МПК Е 01 С 19/28. Валец дорожного катка / А.В. Захаренко. Заявл. 20.04.88. Опубл. 23.06.90. // Открытия. Изобретения, 1990. № 23.

123. Хархута Н.Я. и др. Уплотнение асфальтобетонной смеси катком с пневмовакуумным балластным устройством // Автомобильные дороги. 1980. № 1.

124. Хархута Н.Я. и др. Повышение эффективности гладковальцовых катков в строительстве // Повышение эффективности использования машин в строительстве: СБ. науч.тр. / ЛПИ. Л., 1985. - С. 16-27.

125. Батраков О.Т. Теоретические основы уплотнения грунтов земляного полотна и слоев дорожных одежд катками на пневматических колесах: Дисс.докт.техн.наук. Харьков, 1978. - 360 с.

126. Путк А.И. Обоснование выбора некоторых параметров и режимов работы самоходных катков на пневматических шинах при уплотнении асфальтобетона: Дисс.канд.техн.наук. М., 1967. - 365 с.

127. Динапак. Принципы уплотнения дорожных материалов. Асфальтобетон. Санкт-Петербург, 2005. - 4 с.

128. Дорожные катки со специальными подшипниками на барабанах. Compressori stradali con cuscinetti orientabili a rulli // Constr. Strade cant. 1994. // № 8. c. 43. - Vt. (РЖ С и ДМ. Отд. вып. № 12. 1995. с. 10.)

129. Дубровин А.Е., Севров К.П. Эффективность уплотнения грунтов пневмовиброкатком. // Известия ВУЗов, Строительство и архитектура, 1969. №6.

130. Дубровин А.Е. Определение эффективных частот колебаний рабочего органа виброуплотнителя. // Исследование параметров и расчеты дорожно-строительных машин: Сб.науч.тр. Вып. № 52./ Саратовский политехнический институт. Саратов., 1972 . - с. 40-43.

131. Яркая идея. // Строительная техника и технологии. 2004. № 2 (30). -С. 10.

132. Головнин А.А. Виброволновые дорожные катки: Конструкция. Теория и расчет. Опыт применения: Монография. Тверь. ТГТУ, 2002. -76 с.

133. Захаренко А.В., Приходько М.В. Устройство для уплотнения строительных смесей. / А.С. СССР № 1535913, МПК Е 01 С 19/28, В28В 13/02, УДК 625084 (088.8), Заявл. 27.07.87. Опубл. 15.01.90. Бюл. № 2.

134. Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. Способ нагнетающей укатки и неклассические дорожные катки. // Строительные и дорожные машины. 2001. № 3. - С. 12-15.

135. Патент РФ. 2143030, МПК Е 01 С 19/28. Способ уплотнения дорожно-строительных материалов (варианты). Опубл. 20.12.99. Бюлл. № 35.

136. Лейтланд В.Г. Дорожную науку на уровень современных требований // Автомобильные дороги. - 1988. - № 11.

137. Губач Л.С., Носков В.Н. Влияние вида напряженного состояния на реологические свойства асфальтовых бетонов // Повышениеэффективности применения цементных и асфальтовых бетонов в Сибири: Тр. СибАДИ. Омск, 1975.

138. Предложения по методам определения деформативной устойчивости асфальтобетонных и черных покрытий при положительных и отрицательных температурах. УДК 625.855.3. М.: СоюзДорНИИ, 1969.- 13 с.

139. Костельов М.П., Посадский JI.H. Технологические особенности и параметры уплотнения асфальтобетона гладковальцовыми катками// Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: Сб.науч.тр./СоюзДорНИИ. М., 1980. - С. 76-79.

140. РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. М., 1966. - 65 с.

141. Хартман К., Лецкий Э., Шеффер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. — 552 с.

142. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Обоснование рабочей скорости и амплитуды колебаний вальцов дорожного катка. // Известия ВУЗов. Строительство. 2004. - №7. - С. 80-81.

143. Пермяков В.Б., Захаренко А.В. К вопросу Обоснования величины контактных давлений при уплотнении асфальтобетонных смесей / Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В. Куйбышева. -Омск, 1987. 7 с. - Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, № 159 - сд. 87.

144. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность машина. - М.: Машиностроение, 1973. - 520 с.

145. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. Искусственные строительные конгломераты. — М.: Высшая школа, 1978.-309 с.

146. Грушко И.М. и др. Дорожно-строительные материалы. М.: Транспорт, 1983. - 383 с.

147. Пермяков В.Б., Захаренко А.В. Влияние макроструктуры на процесс уплотнения асфальтобетонной смеси / Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В. Куйбышева. Омск, 1987. - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭстроймаш. № 158. - сд. 87.

148. Горелышев Н.В. Технология и организация строительства автомобильных дорог /Н.В. Горелышев. М., 1992. - 551с.

149. Иванов Н.Н., Полосин Никитин С.М., Могилевич В.М., Богуславский A.JL, Некрасов В.К. Строительство автомобильных дорог. Часть II. - М.: Транспорт, 1970.

150. Пермяков В.Б., Захаренко А.В. Классификация направлений повышения эффективности использования средств уплотнения / Труды 1-го Центрально- Азиатского геотехнического симпозиума. В2Т., Т.2. Астана, Казахстан: 2002. С. 774-775.

151. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Электромеханическое уплотнение грунтов // Известия ВУЗов. Строительство-2004.-№6.-С. 50-52.

152. Захаренко А.В. Применение электрического поля для активизации уплотнения грунта // Строительные и дорожные машины. 2004. №9. - С. 32-34.

153. Физические эффекты в машиностроении: Справочник / В.А. Лукьянец, З.И. Алмазова, Н.П. Бурмистрова и др. Под общ. ред. В.А. Лукьянца. -М.: Машиностроение, 1993. 224 с.

154. Тихомолова К.П. Электроосмос. Л.: Химия, 1989. - 248 с.

155. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. -М.: Наука, 1972.-255 с.

156. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. М.: Машиностроение, 1974. - 606 с.

157. Захаренко А.В. О волнообразовании при укатке дорожного покрытия// Строительные и дорожные машины. 2004. № 11.1. С. 40-44.

158. Захаренко А.В. Уплотняющее давление вальцов дорожного катка // Строительные и дорожные машины. 2005. №2. - С. 24-26.

159. Старков С.В. Особенности взаимодействия ведомых и ведущих вальцов катка с уплотняемым материалом // Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: Тр. СоюзДорНИИ. -М., 1980. С. 135-137.

160. Веселов Е.М. и др. Влияние конструкции ведомого вальца на сдвиг асфальтобетона при поворотах и реверсировании // Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: Тр. СоюзДорНИИ.-М. 1980.- С. 139-145.

161. Гоберман JI.A. Прикладная механика колесных машин. М.: Машиностроение, 1976-311 с.

162. Гоберман JI.A. и др. Теория, конструкция и расчет строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1979. - 407 с.

163. Захаренко А.В., Пермяков В.Б. Определение коэффициента сопротивления перекатыванию вальца дорожного катка // Известия ВУЗов. Строительство ■. 2005. - № 2. - С.

164. Захаренко А.В., Пермяков В.Б. Взаимодействие вальцов катка с уплотняемым материалом // Известия ВУЗов. Строительство-2005.-№ 1.-С. Р/-2&

165. Захаренко А.В., Пермяков В.Б. Определение радиуса вальца дорожного катка. // Известия ВУЗов. Строительство2005.-№3.-С. 9Ь-92,

166. Захаренко А.В. Определение коэффициента сцепления вальца дорожного катка с уплотняемым материалом. // Строительные и дорожные машины. 2005. - № 8 - С. 50 — 3/,

167. Грушко И.М. и др. Дорожно-строительные материалы. М.: Транспорт, 1983.-383 с.

168. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Соломонов В.В. Взаимосвязь параметров катка и толщины слоя уплотняемого материала // Известия ВУЗов. Строительство . 2004. - №12. - С. 7?

169. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Обоснование рабочей скорости и амплитуды колебаний вальцов дорожного катка // Известия ВУЗов. Строительство . 2004. - № 7. - С. 8082.

170. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Карпухин И.В. Определение требуемого числа проходов дорожного катка // Известия ВУЗов. Строительство . 2004. - №5. - С. 90-92.

171. Мурзалина Г.Б. Влияние продольных сил подвижного состава на устойчивость земляного полотна: Автореф. дисс.канд.техн.наук. -Алма-Ата, 2004. 23 с.

172. Захаренко А.В. Определение характеристик уплотняемого материала в процессе укатки // Строительные и дорожные машины. 2005. - №10. С.36-38.

173. Марышев Б.С., Львович Ю.М. «Грунтовые катки». Вибрационные катки для уплотнения грунтов // Строительная техника и технологии -2004. №2 (30). - С. 82-86.

174. Захаренко А.В. Управление вектором силового воздействия вальцадорожного катка // Строительные и дорожные машины. 2005. - №1. С. ЬО-Ь-ь.

175. Патент РФ. 2190058 С2, МПК Е 01 С 19/27. Каток на пневматических шинах / О.Н. Бовкуш, С.Н. Иванченко, А.В. Лещинский, В.В. Сидорков. № 2000131247 / 03. Заявл. 13.12.2000. Опубл. 27.09.02.// Открытия. Изобретения. 2002.

176. Пермяков В.Б., Захаренко А.В. Обоснование величины контактных давлений для уплотнения асфальтобетонных смесей // Строительные и дорожные машины. 1989. - №5. - С.

177. Захаренко А.В. Валец дорожного катка. Патент Р.Ф. №1573070, МПК Е01С 19/28. Заявл. 20.04.88 Опубл. 23.06.90. Открытия. Изобретения №23. 1990.

178. Захаренко А.В., Чупин Е.Е. Исследования основных параметров катка однопроходного уплотнения // Строительные и дорожные машины. 2005. № 11 С.

179. Гофман Ю.В. Законы, формулы, задачи физики. Киев: Наукова думка, 1977.С.576.

180. Батраков О.Т. Распределение контактных давлений по следу пневматического колеса на жесткой поверхности // Труды ХАДИ. Вып. 18. Харьков, 1956.

181. Катаев Ф.П. Абросимов К.Ф., Бромберг А.А, Бромберг Ю.А. Машины для строительства дорог. М.Машиностроение. 1971.С.376.

182. Никулин П.И. Теория криволинейного движения колесного движителя. Воронеж: Изд. ВГУ 1992. с. 212.

183. Белоусов Л.И., Капустин М.И., Хархута Н.Я. Динамические параметры колебательной системы катков на пневматических шинах /Труды СоюзДор НИИ. Вып. 44. - М 1975.

184. Жиркович С.В. Наумец А.И. Уплотняющие машины в строительстве и производстве строительных изделий. Теория и расчеты основных параметров. 3-я часть пособия по курсу строительных машин., Куйбышев. 1962.

185. Захаренко А.В. Методики расчета параметров вибрационного гидрошинного катка и катка саморегулирующего контактные давления // Материалы международной научно-технической конференции, «Интерстроймех 2004». ВГАСУ. Воронеж, 2004.С.82-86.

186. Справочник конструктора дорожных машин. Под.ред.Бородачева И.П. М: - Машиностроение. 1965.С.723.

187. Захаренко А.В. Новые конструкции дорожных катков // Материалы международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2004». ВГАСУ. Воронеж, 2004.С.80-82.

188. Захаренко А.В. Гидрошинный вибрационный дорожный каток // Сборник научных трудов второй международной научно-практической конференции «Автомобильные дороги и транспортные машины: проблемы и перспективы развития». КАДУ, Алма-Ата. 2004.С.129.

189. Захаренко А.В., Пермяков В.Б., Савельев С.В. Иванов В.А., Дубков В.В, Валец дорожного катка. Патент Р.Ф на полезную модель 21401,МПК Е01С 19/27, 19/28, / Изобретения. Полезные модели. 2002 №2.-С.348.

190. Савельев С.В. Захаренко А.В. Пермяков В.Б. Валец дорожного катка. Патент Р.Ф. 2213825. МПК Е01С 19/27. Заявл. 29.11.2001. Опубл. 10.10.2003. Открытие. Изобретения. Бюл. №28.

191. Захаренко А.В. Пермяков В.Б. Белов В.В., Бардаш Р.А., Журавлев А.В. Валец дорожного катка 2227189 МПК Е01С. 19/27. Заявл. 17.04. 2002. Опубл. 10.11.2003. Открытия. Изобретения. Бюл. №31.

192. Пермяков В.Б., Захаренко А.В., Савельев С.В. Обоснование выбора параметров вибрационных катков // Известия вузов. Строительство :№2. 2003.С.100-103.

193. Савельев С.В. Обоснование режимных параметров вибрационного гидрошинного катка для уплотнения грунтов: Дисс. канд. техн. наук. Омск, 2004.-173С.

194. Дубков В.В. Обоснование выбора типа катков для уплотнения асфальтобетонных смесей при пониженных температурах воздуха: Дисс. канд. тех. наук. Омск. 1999.-139С.

195. Попов Г.А. Хархута Н.Я. Выбор параметров прицепных вибрационных катков / Строительные и дорожные машины, №7, 1972г.

196. Захаренко А.В. Теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия вальцов различных конструкций с грунтовой средой /

197. Захаренко А.В. Механизм волнообразования в уплотняемом материале перед вальцом дорожного катка // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Выпуск 2. Омск. 2005.С. 207-212.

198. Захаренко А.В. Нетрадиционные физические эффекты для интенсификации уплотнения грунтов // Труды международной геотехнической конференции посвященной году Российской Федерации в республике Казахстан. 2004. Алма-Ата.С.258-261.

199. Способ контроля качественного уплотнения грунта. А.С. СССР. 1595032. МПК E0/C 19/27. Недорезов И.А., Крицберг Л.В., Володин A.M.

200. Недорезов И. А. Вариации прочности грунтов // сб. «ЦНИИТЭСтройМаш» «Строительные и дорожные машины» Вып. 1., 1972. с. 3-8.

201. Недорезов И.А. и др. Вариации прочности и планирование объема испытаний грунтов для оценки трудности разработки // труды

202. ЦНИИС. Вып. 79, «Машины для земляных работ», Транспорт, 1973. с. 69-75.

203. Захаренко А.В. Управление процессом укатки // Строительные и дорожные машины. 2005 №7. с. Z6

204. Виброкаток с рассредоточенными в осевом направлении зигзагообразными ударными стержнями и очистителями из проволочного каната. Патент 4523873, США МПК Е01С 19/26. Опубл. 85.06.18.// Изобретения стран мира №7.t